带电粒子的测量与探测器的基本类型
ORTEC带电粒子硅探测器主要有金硅面垒和离子注入两种工艺，耗尽层厚度从10微米到几个毫米厚不等。而根据其几何形状与是否全耗尽又分为诸多类型。
选择合适的带电粒子探测器，除应用本身外，应综合权衡耗尽层厚度、结电容、漏电流、电子噪声、能量分辨率等性能指标。
Alpha能谱测量
用于alpha能谱测量的ULTRA和ULTRA-AS探测器采用了表面钝化和离子注入工艺（即PIPS探测器），这两个系列的探测器有诸多优点：
- 接触极更薄，更坚固；
- 低噪声，对Alpha能谱分辨率好；
- 使用边缘钝化技术，可以使样品离探测器入射窗小到1毫米（一般面垒型探测器最小只能达到2.5毫米），探测器效率更高
- 常温使用
- 探测器窗可擦拭
Ultra-AS和Ultra的区别或改进是采用了低本底材料，以专适于在ORTEC Alpha Suite谱仪。
ULTRA-CAM系列则是针对气溶胶连续监测设计，探测器具有特殊密闭和抗潮性能。
Beta能谱测量
Beta能谱测量的难处在于常温状态下，硅探测器很难获得良好的分辨率，ORTEC提供以下两种解决方案：
- Beta-X Si（Li）一体化探测器（包含探头，冷指前放）；
- A和L系列可制冷的厚硅探测器。
带电粒子探测器的选择
带电粒子探测器在物理实验中诸多方面的应用，ORTEC在其探测器类型上都有相应的侧重：
- 比如重离子由于其高度电离和短径迹特性，需要探测器在前接触级具有强电场，适用的F系列探测器在前接触级的场强为20,000V/cm。
- 而对带电粒子的时间谱测量，需要用ULTRA系列或能承受超电压的强电场局部耗尽探测器。
ORTEC带电粒子探测器
ULTRA与ULTRA-AS系列粒子注入硅探测器
用于Alpha和Beta谱仪的ULTRA离子注入硅探测器是ORTEC制造的高级带电粒子探测器，其可靠性使其成为NASA空间应用唯一硅探测器供应商。
ULTRA系列
- 带电粒子谱仪标准探测器
- 超薄入射窗，分别率好
- 高几何效率
- 坚固可靠
- 镀金接触极，寿命长
- 表面钝化处理，稳定性好
- ORTEC质量和可靠性
- 经200℃高温烘烤（需要特殊订单）
ULTRA-AS系列
- Alpha谱仪低本底版本
- 入射窗和背接触极都是离子注入接触极，入射窗超薄（约500埃米）。
- 硅表面和底座顶部的距离<1mm，使几何效率最大。
- 前接触极可以用酒精清洁。
- 底座镀金，永不氧化
- 高级表面钝化，覆盖了硅氧化层，保证探测器完全稳定
- 极低泄漏电流保证1µs成形时间常数的能量分辨率
- 采用特殊低本底材料制造，其优化的耗尽层厚度可最大程度减少来自于宇宙射线的本底。
- 所有ORTEC Alpha谱仪（Alpha Aria、Alpha Duo、Alpha Ensemble、576A和SOLOIST）均使用ULTRA-AS系列探测器，或R系列可擦洗表面垒探测器。
- 所有这些谱仪，如使用450mm2探测器，均保证本底指标3至8MeV能量范围内每天本底计数≤24个（应特别注意，当本底计数水平达到0.05次/小时/cm2时，对450mm2相当于24小时6个计数，需要清洁探测器和舱室）。
ULTRA和ULTRA-AS探测器底座尺寸与相应的A或R系列底座尺寸相同，可完全替代任何应用中的A或R系列探测器（ULTRA>偏置电压为正，R系列偏置电压为负）。
ULTRA和ULTRA-AS探测器底座类型有B、C和T型可选，T型底座仅用于面积≥600mm2探测器。
下订单时，在型号前加上底座前缀，如BU-016-300-100或TU-024-600-100
ULTRA系列规格参数
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
100µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
300µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
500µm |
|||
| α | β | 型号 | α | β | 型号 | α | β | 型号 | |
| 25 | 12
14 |
6
8 |
U-012-025-100
U-014-025-100 |
11
13 |
5
7 |
U-011-025-300
U-013-025-300 |
11
12 |
5
6 |
U-011-025-500
U-012-025-500 |
| 50 | 12
14 |
6
8 |
U-012-050-100
U-014-050-100 |
11
13 |
5
7 |
U-011-050-300
U-013-050-300 |
11
13 |
5
7 |
U-011-050-500
U-013-050-500 |
| 100 | 13
15 |
7
9 |
U-013-100-100
U-015-100-100 |
12
14 |
6
8 |
U-012-100-300
U-014-100-300 |
12
14 |
6
8 |
U-012-100-500
U-014-100-500 |
| 150 | 14
16 |
9
10 |
U-014-150-100
U-016-150-100 |
13
15 |
8
9 |
U-013-150-300
U-015-150-300 |
12
14 |
7
9 |
U-012-150-500
U-014-150-500 |
| 300 | 16
19 |
11
14 |
U-016-300-100
U-019-300-100 |
15
18 |
10
13 |
U-015-300-300
U-018-300-300 |
14
17 |
9
12 |
U-014-300-500
U-017-300-500 |
| 450 | 17
21 |
12
16 |
U-017-450-100
U-021-450-100 |
16
20 |
11
15 |
U-016-450-300
U-020-450-300 |
15
19 |
10
14 |
U-015-450-500
U-019-450-500 |
| 600 | 22
24 |
17
19 |
U-022-600-100
U-024-600-100 |
21
23 |
16
18 |
U-021-600-300
U-023-600-300 |
20
22 |
15
17 |
U-020-600-500
U-022-600-500 |
| 900 | 27
33 |
22
28 |
U-027-600-100
U-033-900-100 |
25
30 |
20
25 |
U-025-900-300
U-030-900-300 |
23
28 |
18
23 |
U-023-900-500
U-028-900-500 |
| 1200 | 35
42 |
30
37 |
U-035-1200-100
U-042-1200-100 |
30
37 |
25
32 |
U-030-1200-300
U-037-1200-300 |
28
35 |
23
30 |
U-028-1200-500
U-035-1200-500 |
| 200 | 50
58 |
45
53 |
U-050-2000-100
U-058-2000-100 |
40
48 |
35
43 |
U-040-2000-300
U-048-2000-300 |
35
43 |
30
38 |
U-035-2000-500
U-043-2000-500 |
| 3000 | 60
70 |
55
65 |
U-060-3000-100
U-070-3000-100 |
55
65 |
50
60 |
U-055-3000-300
U-065-3000-300 |
50
60 |
45
55 |
U-050-3000-500
U-060-3000-500 |
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
100µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
300µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
500µm |
|||
| α | β | 型号 | α | β | 型号 | α | β | 型号 | |
| 25 | 12
14 |
6
8 |
U-012-025-100
U-014-025-100 |
11
13 |
5
7 |
U-011-025-300
U-013-025-300 |
11
12 |
5
6 |
U-011-025-500
U-012-025-500 |
| 50 | 12
14 |
6
8 |
U-012-050-100
U-014-050-100 |
11
13 |
5
7 |
U-011-050-300
U-013-050-300 |
11
13 |
5
7 |
U-011-050-500
U-013-050-500 |
| 100 | 13
15 |
7
9 |
U-013-100-100
U-015-100-100 |
12
14 |
6
8 |
U-012-100-300
U-014-100-300 |
12
14 |
6
8 |
U-012-100-500
U-014-100-500 |
| 150 | 14
16 |
9
10 |
U-014-150-100
U-016-150-100 |
13
15 |
8
9 |
U-013-150-300
U-015-150-300 |
12
14 |
7
9 |
U-012-150-500
U-014-150-500 |
| 300 | 16
19 |
11
14 |
U-016-300-100
U-019-300-100 |
15
18 |
10
13 |
U-015-300-300
U-018-300-300 |
14
17 |
9
12 |
U-014-300-500
U-017-300-500 |
| 450 | 17
21 |
12
16 |
U-017-450-100
U-021-450-100 |
16
20 |
11
15 |
U-016-450-300
U-020-450-300 |
15
19 |
10
14 |
U-015-450-500
U-019-450-500 |
| 600 | 22
24 |
17
19 |
U-022-600-100
U-024-600-100 |
21
23 |
16
18 |
U-021-600-300
U-023-600-300 |
20
22 |
15
17 |
U-020-600-500
U-022-600-500 |
| 900 | 27
33 |
22
28 |
U-027-600-100
U-033-900-100 |
25
30 |
20
25 |
U-025-900-300
U-030-900-300 |
23
28 |
18
23 |
U-023-900-500
U-028-900-500 |
| 1200 | 35
42 |
30
37 |
U-035-1200-100
U-042-1200-100 |
30
37 |
25
32 |
U-030-1200-300
U-037-1200-300 |
28
35 |
23
30 |
U-028-1200-500
U-035-1200-500 |
| 200 | 50
58 |
45
53 |
U-050-2000-100
U-058-2000-100 |
40
48 |
35
43 |
U-040-2000-300
U-048-2000-300 |
35
43 |
30
38 |
U-035-2000-500
U-043-2000-500 |
| 3000 | 60
70 |
55
65 |
U-060-3000-100
U-070-3000-100 |
55
65 |
50
60 |
U-055-3000-300
U-065-3000-300 |
50
60 |
45
55 |
U-050-3000-500
U-060-3000-500 |
ULTRA-AS系列规格参数
| 有效面积
（mm2） |
5.486MeV分辨率≤
（keV）** |
耗尽层100µm |
| 型号 | ||
| 300
450 490 600 900 1200 |
19
20 20 24 29 37 |
U-019-300-AS
U-020-450-AS U-020-490-AS U-024-600-AS U-029-900-AS U-037-1200-AS |
*型号的前3个数字是Am-241 5.486MeV Alpha粒子总分辨率，使用标准ORTEC电子学，1µs成形时间常数。
ULTRA-CAM系列粒子注入硅探测器
- Alpha和Beta连续空气检测（Continuous Air Monitoring，CAM）
- 坚固可靠
- 离子注入前接触极
- 前接触极聚乙烯涂膜保护
- 偏置电压低（+15~24V）
- 高级表面钝化处理
- CAM仪器必须在大气、有外光和难以控制的环境下工作，ULTRA-CAM入射窗镀有一层铝和一层聚乙烯膜，以适应恶劣环境，如高湿度环境。
- ULTRA-CAM不能置于真空环境中，以免破坏密封性
| 有效面积
（mm2） |
耗尽层100µm |
| 型号 | |
| 300
450 490 600 900 1200 2000 |
U-CAM-300
U-CAM-450 U-CAM-490 U-CAM-600 U-CAM–900 U-CAM-1200 U-CAM-2000 |
A系列局部耗尽金硅面垒探测器
主要应用：高分辨率率带电粒子谱仪。
A系列探测器底座有A、B和C型可选。如未特别指定，以B型提供。
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥1000µm | 分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥1500µm | 分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥2000µm | |||
| α | β | 型号 | α | β | 型号 | α | β | 型号 | |
| 25 | 13
14 |
6
6 |
A-013-025-1000
A-014-025-1000 |
14
16 |
9
11 |
A-014-025-1500
A-016-025-1500 |
16 | 11 | A-016-025-2000 |
| 50 | 14
15 |
7
8 |
A-014-050-1000
A-015-050-1000 |
16
18 |
11
13 |
A-016-050-1500
A-018-050-1500 |
17 | 12 | A-017-050-2000 |
| 100 | 14
15 |
7
8 |
A-014-100-1000
A-015-100-1000 |
17
19 |
12
14 |
A-017-100-1500
A-019-100-1500 |
18 | 13 | A-018-100-2000 |
| 150 | 15
16 |
9
10 |
A-015-150-1000
A-016-150-1000 |
18
20 |
13
15 |
A-018-150-1500
A-020-150-1500 |
19 | 14 | A-019-150-2000 |
| 300 | 17
18 |
13
14 |
A-017-300-1000
A-018-300-1000 |
20
23 |
15
18 |
A-020-300-1500
A-023-300-1500 |
22 | 17 | A-022-300-2000 |
| 450 | 18
19 |
13
14 |
A-018-450-1000
A-019-450-1000 |
21
26 |
16
21 |
A-021-450-1500
A-026-450-1500 |
|||
**型号的前3个数字是Am-241 5.486MeV Alpha粒子总分辨率，使用标准ORTEC电子学，0.5µs成形时间常数。Beta分辨率接近脉冲发生器FWHM。
§需要特殊订单
B系列全耗尽金硅面垒探测器
主要应用：粒子鉴别，探测器望远镜，任何类型ΔE测量。除了用于ΔE/Δx实验外，B系列探测器电场强度高，且均匀一致，是上升时间辨别或精确Timing实验的良好选择。B系列也可用于A系列的使用场合。可能有放射性损伤时，B系列更可取。
B系列探测器底座有T型和A型可选。如未特别指定，否则以T型提供。
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层150µm
125-175µm |
耗尽层200µm
176-225µm |
耗尽层250µm
226-275µm |
耗尽层300µm
276-350µm |
耗尽层400µm
351-450µm |
|
| α | β | 型号 | 型号 | 型号 | 型号 | 型号 | |
| 50 | 15
16 |
6
7 |
B-015-050-150
B-016-050-150 |
B-015-050-200
B-016-050-200 |
B-015-050-250
B-016-050-250 |
B-015-050-300
B-016-050-300 |
B-015-050-400
B-016-050-400 |
| 150 | 17
18 |
9
10 |
B-017-150-150
B-018-150-150 |
B-017-150-200
B-018-150-200 |
B-017-150-250
B-018-150-250 |
B-017-150-300
B-018-150-300 |
B-017-150-400
B-018-150-400 |
| 300 | 19
20 |
12
15 |
B-019-300-150
B-020-300-150 |
B-019-300-200
B-020-300-200 |
B-019-300-250
B-020-300-250 |
B-019-300-300
B-020-300-300 |
B-019-300-400
B-020-300-400 |
| 450 | 23
24 |
17
19 |
B-023-450-150
B-024-450-150 |
B-023-450-200
B-024-450-200 |
B-023-450-250
B-024-450-250 |
B-023-450-300
B-024-450-300 |
B-023-450-400
B-024-450-400 |
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层500µm
451-550µm |
耗尽层700µm
650-750µm |
耗尽层1000µm
950-1050µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层1500µm
1450-1550µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层2000µm
1950-2050µm |
|||
| α | β | 型号 | 型号 | 型号 | α | β | 型号 | α | β | 型号 | |
| 50 | 15
16 |
8
9 |
B-015-050-500
B-016-050-500 |
B-015-050-700
B-016-050-700 |
B-015-050-1000
B-016-050-1000 |
17
19 |
12
14 |
B-017-050-1500
B-019-050-1500 |
18 | 13 | B-018-050-2000 |
| 150 | 17
18 |
9
10 |
B-017-150-500
B-018-150-500 |
B-017-150-700
B-018-150-700 |
B-017-150-1000
B-018-150-1000 |
19
21 |
14
16 |
B-019-150-1500
B-021-150-1500 |
20 | 15 | B-020-150-2000 |
| 300 | 19
20 |
13
14 |
B-019-300-500
B-020-300-500 |
B-019-300-700
B-020-300-700 |
B-019-300-1000
B-020-300-1000 |
21 | 16 | B-021-300-1500 | 23 | 18 | B-023-300-2000 |
| 450 | 21
23 |
16
18 |
B-021-450-500
B-023-450-500 |
B-021-450-700
B-023-450-700 |
B-021-450-1000
B-023-450-1000 |
24 | 19 | B-024-450-1500 | 26 | 21 | B-026-450-2000 |
*所有标准全耗尽型探测器均以偏离晶体轴向特定角度切割的，以最大程度减小沟道效应。以T型底座提供，除非指定合适的前缀。其它面积和深度需特殊订单。
**型号的前3个数字是Am-241 5.486MeV Alpha粒子总分辨率，使用标准ORTEC电子学，0.5µs成形时间常数。Beta分辨率接近脉冲发生器FWHM
C系列环形局部耗尽金硅面垒探测器
主要应用：准直源或缝隙反向散射，角关联测量
C系列探测器底座有T型和A型可选。如未特别指定，否则以T型提供。
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
100µm |
耗尽层≥
300µm |
耗尽层≥
500µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
1000µm |
||
| α | β | 型号 | 型号 | 型号 | α | β | 型号 | |
| 50
100 300 450 |
17
19 21 25 |
9
12 14 20 |
C-017-050-100
C-019-150-100 C-021-300-100 C-025-450-100 |
C-017-050-300
C-019-150-300 C-021-300-300 C-025-450-300 |
C-017-050-500
C-019-150-500 C-021-300-500 C-025-450-500 |
18
20 22 25 |
10
12 15 20 |
C-018-050-1000
C-020-150-1000 C-022-300-1000 C-025-450-1000 |
*以T型底座提供，除非指定合适的前缀。4mm孔是标准的，6mm或8mm或其它面积和深度需特殊订单。
**型号的前3个数字是Am-241 5.486MeV Alpha粒子总分辨率，使用标准ORTEC电子学，0.5µs成形时间常数。Beta分辨率接近脉冲发生器FWHM
D系列平面全耗尽金硅面垒探测器
主要应用：重离子飞行时间测量
D系列探测器底座有A、E和T型可选。如未特别指定，耗尽层厚度＜40.0µmE型提供，＞40.0µm以T型提供。
| 有效面积
（mm2） |
偏差≤ | 耗尽层15µm
7-15µm |
耗尽层25m
15.1-25µm |
耗尽层40µm
25.1-40µm |
耗尽层50µm
40.1-65µm |
耗尽层75µm
65.1-75µm |
耗尽层100µm
85.1-110µm |
| 型号 | 型号 | 型号 | 型号 | 型号 | 型号 | ||
| 10 | ±0.5µm | D-020-010-15 | |||||
| 50 | ±0.5µm | D-035-050-15 | D-035-050-25 | D-020-050-40 | D-015-050-50 | D-015-050-75 | D-015-050-100 |
| 150 | ±1.0µm | D-060-150-25 | D-035-150-40 | D-030-150-50 | D-030-150-75 | D-025-150-100 | |
| 300 | ±1.0µm | D-095-300-25 | D-055-300-40 | D-045-300-50 | D-040-300-75 | D-030-300-100 | |
| 450 | ±3.0µm | D-100-450-25 | D-090-450-40 | D-070-450-50 | D-060-450-75 | D-060-450-100 |
*所有标准全耗尽型探测器均以偏离晶体轴向特定角度切割的，以最大程度减小沟道效应。以T型底座提供，除非指定合适的前缀。其它面积和深度需特殊订单。
**型号的前3个数字是系统噪声，是小厚度（大电容）的噪声宽度，使用标准ORTEC电子学，0.5µs成形时间常数。高电容单元性能取决于实际厚度和面积。
F系列局部耗尽重离子金硅面垒探测器
主要应用：重离子谱仪
F系列探测器底座有A、B和C型可选。如未特别指定，以B型提供。
| 有效面积
（mm2） |
噪声≤
keV |
耗尽层≥60µm 局部耗尽 |
| 型号 | ||
| 100 | 18 | F-018-100-60 |
| 300 | 23 | F-023-300-60 |
| 400 | 28 | F-028-400-60 |
| 600 | 33 | F-033-600-60 |
| 900 | 35 | F-035-900-60 |
*所有标准全耗尽型探测器均以偏离晶体轴向特定角度切割的，以最大程度减小沟道效应。以T型底座提供，除非指定合适的前缀。其它面积和深度需特殊订单。
**更大的耗尽层厚度，需特殊订单。
+ 最大电场强度≥15kV/cm
L系列锂漂移硅（室温）探测器
主要应用：L系列硅探测器厚度可高达5mm，用于高能物理，可完全停止25MeV质子、100MeV Alpha粒子或其它高穿透力粒子。
L系列硅探测器具有很好的抗辐射损伤能力。L系列探测器底座有W、X、Y和Z型可选。如未特别指定，以L型提供。保证期室温1年。
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
有效深度
（mm） |
型号 | |
| 25
75 200 |
35
40 45 |
30
35 40 |
5
5 5 |
L-035-025-5
L-040-075-5 L-045-200-5 |
L系列硅探测器需要高偏置电压，典型地超过700V，需安装在清洁、高真空舱室内，在真空度需低于2×10-5mTorr。否则可能出现高压击穿或电晕，导致无法修复的损伤，不再受保证期保证。
R系列加强型局部耗尽硅探测器
主要应用：真空带电粒子谱或空气中环境光带电粒子谱；可清洁。
R系列探测器底座有A、B、C和T型可选。如未特别指定，以B型提供。
| 有效面积
（mm2） |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
100µm |
耗尽层≥
300µm |
分辨率≤
（keV）** |
耗尽层≥
500µm |
||
| α | β | 型号 | 型号 | α | β | 型号 | |
| 50 | 15 | 7 | R-015-050-100 | R-015-050-300 | 15 | 7 | R-015-050-500 |
| 17 | 8 | R-017-050-100 | R-017-050-300 | 17 | 8 | R-017-050-500 | |
| 150 | 16 | 10 | R-016-150-100 | R-016-150-300 | 16 | 10 | R-016-150-500 |
| 19 | 11 | R-019-150-100 | R-019-150-300 | 18 | 11 | R-018-150-500 | |
| 300 | 19 | 13 | R-019-300-100 | R-019-300-300 | 19 | 13 | R-019-300-500 |
| 21 | 15 | R-021-300-100 | R-021-300-300 | 21 | 15 | R-021-300-500 | |
| 450 | 20 | 14 | R-020-450-100 | R-020-450-300 | 20 | 14 | R-020-450-500 |
| 24 | 19 | R-024-450-100 | R-024-450-300 | 24 | 18 | R-024-450-500 | |
| 600 | 25 | 17 | R-025-600-100 | R-025-600-300 | 25 | 19 | R-025-600-500 |
| 33 | 28 | R-033-600-100 | R-033-600-300 | 33 | 29 | R-033-600-500 | |
| 900 | 30 | 25 | R-030-600-100 | R-030-600-300 | 30 | 25 | R-030-900-500 |
| 40 | 35 | R-040-600-100 | R-040-600-300 | 53 | 48 | R-053-900-500 | |
| 2000 | 50 | 45 | R-050-2000-100 | R-050-2000-300 | 50 | 45 | R-050-2000-500 |
| 60 | 55 | R-060-2000-100 | R-060-2000-300 | 80 | 75 | R-080-2000-500 | |
*其它面积、深度和配置需要特殊订单。
**型号的前3个数字是Am-241 5.486MeV Alpha粒子总分辨率，使用标准ORTEC电子学，0.5µs成形时间常数。Beta分辨率接近脉冲发生器FWHM
“SEE-NO-ALPHA”R系列
R系列可以以“SEE-NO-ALOHA”版本得到。这种版本保证噪声和分辨率。为保证不受反向散射污染，没有暴露在Alpha源下。
| 有效面积
（mm2） |
耗尽层100µm | 耗尽层100µm |
| 型号 | 型号 | |
| 300 | TR-SNA-300-100 | BR-SNA-300-100 |
| 450 | TR-SNA-450-100 | BR-SNA-450-100 |
| 600 | TR-SNA-600-100 | BR-SNA-600-100 |
| 900 | BR-SNA-900-100 |
底座类型
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