X射线衍射仪常用的四种信号检测方法

一、荧光板

    荧光板是将ZnS、CdS等荧光材料涂布在纸板上制成，当X射线信号照射到荧光板上时，荧光板就会发出荧光。常用荧光板来确认光源产生的原射线束的存在，X射线衍射仪厂家主要用于仪器零点的调试。

二、照相方法

    照相法是zui早使用的检测并记录X射线的方法，直到现在仍被采用。X射线与可见光一样，能够使感光乳剂感光。当感光乳剂受到X射线照射后，AgBr颗粒离解形成显影核，经过显影而游离出来的单质银微粒使感光处变黑。
在一定的曝光条件下，黑度是与曝光量成比例的。黑度也和波长有关。测量黑度的简单方法是目估，较为准确的测量方法是用光电黑度计来扫描测量。

三、正比计数管（PC）

    正比计数管（PC）一般以一个内径约25mm的金属圆筒作为阴极，圆筒中心有一根拉成直线的钨丝作为阳极，筒内充满0.5至1个大气压的氩气或氙气，并加有10%左右的淬灭气体（一般为CH4、乙醇或Cl2）。圆筒的侧壁或一端设有入射X射线的“窗”，窗口材料通常为极薄的云母片或者金属铍。在使用正比计数管时，两电极间需要加上1kV至2kV的直流高压。计数管在被X射线照射时，管内气体被电离，初始产生的离子对数目与X射线的量子能量成比例，在极间电压的作用下，离子定向运动并在运动过程中不断碰撞其它的中性气体分子，由此产生二次以至多次的电离并伴随着光电效应，此时电离的数目大量增加从而形成放电（称为电子雪崩或气体放电），直到所有电荷都聚集到相应的电极上，放电才停止，每次放电的时间历程极短，约0.2～0.5微秒。因此，每当有一个X射线量子进入计数管时，两极间将有一脉冲电流通过。正比计数管工作在气体放电的正比区，脉冲电流在负载电阻上产生的平均电压降（即脉冲电压幅度）与入射X射线的量子能量成正比，故称正比计数管。

    正比计数管在接收单一波长的射线时，每个X射线量子产生的电脉冲幅度实际上不是严格相同的，而是分布在以平均幅度为中心的比较狭窄的一个范围内的，根据PC的放电特性，平均幅度的大小由入射X射线的量子能量决定，若脉冲分布的宽度越窄，其能量分辨能力就越好。能量分辨能力可用能量分辨率η来表示，作为计数管的一个重要特性：η＝W/h×100％式中W为分布的半高宽，h为平均脉冲幅度。

四、NaI(Tl)闪烁计数管(SC)

    X射线衍射分析中使用的闪烁计数管，其闪烁体大多使用掺有Tl的NaI晶体。闪烁计数管的基本结构由三部分组成：闪烁体、光电倍增管和前置放大器。

    闪烁体是掺有0.5％左右的Tl作为激活剂的NaI透明单晶体的切片，厚约1～2mm。晶体被密封在一个特制的盒子里，以防止NaI晶体受潮损坏。密封盒的一面是薄的铍片（不透光），用来作为接收X射线的窗；另一面是对蓝紫光透明的光学玻璃片。密封盒的透光面紧贴在端窗式的光电倍增管的光电阴极窗面上，界面上涂有一薄层光学硅脂以增加界面的光导率。NaI晶体被X射线激发能发出波长为420nm（蓝紫色）的可见光，每个入射X射线量子将使晶体产生一次闪烁，每次闪烁将激发倍增管光电阴极产生光电子，这些一次光电子被*级接收（D1）收集并激发出更多的二次电子，再被下一级接收极（D2）收集，又倍增出更多的电子，如此，光电阴极发射的光电子经10级接收极的倍增作用后，zui后一级收集极能获得约为初始电子数目105倍的电子，从而形成可检测的电脉冲信号。

    闪烁计数管的主要优点是：对于晶体X射线衍射工作使用的各种X射线波长，均具有很高的接近100％的量子效率，稳定性好，使用寿命长，此外，它和正比计数管一样具有很短的分辨时间（10-7 秒），因而实际上不必考虑检测器本身所带来的计数损失，目前大多数衍射仪均配有SC探测器。

五、固体检测器(SSD)

    固体探测器(SSD)又称半导体检测器。SSD的工作原理如下：当X射线照射半导体时，由于电离作用，能产生一些电子－空穴对，在本征区产生的电子－空穴对在电极间的电场作用下，电子集中在n区，空穴则聚集在p区，其结果将有一股小脉冲电流向外电路输出，本征区起着“电离箱”的作用。SSD被电离产生一对电子－空穴对所需的能量约为3.8eV，而PC约为30eV，SC约为500eV，因此SSD的其能量分辨率*。