Tyskland – Instrument för kontroll av fysikaliska egenskaper – V391 Imaging u. Diff. Detector System

In ramen för ett forskningsprojekt ska en mobil mätuppsättning för kombinerad neutrondiffraktion och neutronbildgivning för användning inom faststoffbatteriforskning installeras vid Institut Laue-Langevin i Grenoble. För denna mätuppsättning måste en neutrondetektor och ett choppersystem inklusive mjukvara och arbetsstation för bildgivning inköpas. Nedan följer de nödvändiga krav och därur följande enhetspecifikationer. Utlysas:

1. Detektor för bildgivning med neutroner

• Optisk upplösning - Detektorn måste uppnå en upplösning på minst 1M bildpunkter, respektive vid en aktiv yta av 20 mm x 20 mm en effektiv pixelyta på 20μm x 20μm. Detta värde kan uppnås genom superupplösning. Sensorn måste härvid ha minst 256x256 fysiska pixlar.

• Utbyttbar scintillator - Detektorn kommer potentiellt att användas vid olika beam-lines, varför scintillatorn måste vara utbyttbar för att kunna optimera antingen effektivitet eller ortsupplösning. Vid de medföljande scintillatorerna ska minst en effektivitet på 50% vid 4Å kunna uppnås, vid en ortsupplösning på minst 30μm (bzw. 60μm linjepar vid 10% moduleringsoverföringsfunktion).

• Portabilitet - Det slutgiltiga systemet måste vara portabelt, så att det kan mätas vid olika institutioner, samt att en lätt sammansättning och demontering ska kunna garanteras. Detektorn ska inte väga mer än 30 kg när den är sammansatt, vara stötkänslig och transporterbar i en medföljande låda.

• Krav på kamerasystemet - För att uppnå flexibilitet, samt ett kompakt och lätt konstruktionsdesign, ska utläsningen ske via en kamera som räknar ut enskilda ljuskvanta. Exempel på detta är Timpix3-baserade kameror (Telesto från företaget ASI) eller event-kameror från Prohesee, kopplade till MCP-bildförstärkare. Kameran måste härvid uppfylla följande kriterier:

- För våglängder på 400nm – 550nm ska minst en kvantverkningsgrad på 15% uppnås (i genomsnitt).

- Känslighet för enskilda ljuskvanta, t.ex. MCP-bildförstärkare i chevron-konfiguration.

- Sensoryta på max 30 mm x 30 mm för användning av kommersiellt tillgängliga objektiv.

- Kameran ska ha en C-mount eller M-mount anslutning för kommersiella objektiv.

- En kontinuerlig pixeleventhastighet i listmode-format på minst 40 MHz ska kunna uppnås.

- Pixeln utläsning/dödtid får max vara 1 μs.

- För en enkel integration ska kameran ha dataöverföring via en Ethernet-gränssnitt.

- Datapaket måste vara tidskonfigurerbara från 0,1s till 10s per datapaket.

- Kontinuerlig datainspelning utan dataluckor.

- Inspelning av externa triggersignaler för synchronisering med minst 1 μs tidsupplösning för tillämpningar med Time-Of-Flight neutroner.

- Tidstämpelning av enskilda pixlar med minst 1 μs tidsupplösning.

2. Neutronchoppersystem

- Fermi-choppersystem upp till 20Hz rotationsfrekvens.

- 3D-skrivet BPE-multikanalchoppereinsats.

- BPE-einsats med 100 mm diameter och en multikanalstruktur av 0,5 mm × 0,5 mm kanaler på en yta av 30 mm × 30 mm.

- Energiupplösning av minst 10% vid 4 Å och en flygsträcka av 10 m.

- Motor och styrdon inklusive.

3. Server och mjukvara

- Stöd för operativsystem: Ubuntu 22.04 LTS

- Automatiserad datareduktion som kan styras externt och som tillhandahåller neutronhändelser i listmode samt i Tiff-stackar för monokromatiska samt Time-of-Flight neutronmätningar.

- Inställning av parametrar:

o Pulskonfigurationsdiskriminering för neutron/gamma

o Pulshöjdskonfigurationsdiskriminering för neutron/gamma

o Anpassningsmöjlighet av parametrar för olika scintillatorer: Optimeringar för ort eller tidsupplösning och triggereffektivitet måste vara möjliga för att kunna anpassa systemet vid scintillatorbyte.

- Mjukvaruuppdateringar (uppdatering, felkorrigering, prestandeförbättring av en version) kostnadsfritt minst inom garantitiden

- Mjukvaruuppgraderingar (utökning, nya funktioner, eventuellt ny struktur) kostnadsfritt minst inom garantitiden

- Kundsidan styrbar/programmerbar kamera/datapaket

4. Leveransomfattning

- Dokumentation: Mjukvarshandböcker och 3D-modeller av kameran i STEP-format

- Bruksanvisning (Engelska)