索尼发布新款X射线图像传感器，可检测单光子信号
2026-06-20 14:20:28 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
索尼发布一款采用“直接转换”积分型CMOS技术的X射线图像传感器：IMX711，其能够直接检测X射线和电子束。该图像传感器利用索尼专有技术实现了高速捕捉与低噪声性能，能够检测微弱的单光子信号——这是传统积分型图像传感器难以做到的。
据麦姆斯咨询报道，近期，索尼（Sony）发布一款采用“直接转换”积分型CMOS技术的X射线图像传感器：IMX711，其能够直接检测X射线和电子束。该图像传感器利用索尼专有技术实现了高速捕捉与低噪声性能，能够检测微弱的单光子信号——这是传统积分型图像传感器难以做到的。
IMX711由索尼与日本理化学研究所（RIKEN）合作开发而成。双方基于日本理化学研究所Takaki Hatsui博士发明的像素结构，共同开展了将其转化为实用型X射线图像传感器所需的技术开发工作，包括提高灵敏度以及实现高耐X射线辐射性和高耐压性。索尼负责开发了用于量产的电路技术、制造工艺及封装技术。
索尼新款X射线图像传感器IMX711
IMX711的X射线灵敏度特性
这项X射线图像传感器技术实现了比传统方法更宽的动态范围，既能进行低通量条件下的单光子检测，也能在高通量条件下进行稳定且高精度的X射线测量。
IMX711能够同时获取光子能量、空间和时间信息，从而提升了测量精度与吞吐量，并支持根据具体应用场景（例如先进器件检测以及材料科学、生命科学等领域的科学测量）进行灵活的后期处理。
IMX711具有业界顶尖的高速捕捉与低噪声性能
在X射线测量领域，针对不同用途主要采用两种方法：一种是检测并计数单个X射线光子的“光子计数法”；另一种是在积分周期内累积总信号的“电荷积分法”。光子计数法非常适合低光子通量条件下的信号检测，因为可以通过阈值判别来抑制噪声；相比之下，积分法因其信号累积特性，非常适合高通量条件。
IMX711采用索尼独有的技术，在积分型X射线图像传感器领域实现了业界顶尖的高速捕捉性能以及极低的随机噪声性能，能够检测到传统积分型图像传感器难以捕捉的微弱单光子信号。
IMX711能够利用低通量条件下的光子能量信息
得益于低读出噪声特性，IMX711能够实现低X射线能量下的单光子检测；相比之下，在传统的积分型探测器中，此类信号通常会被电子噪声淹没。IMX711低噪声、低波动的读出性能还提供了高能量分辨率，从而能够有效地在分析中利用光子能量信息。
由于测量前无需进行基于阈值的能量过滤，所有光子能量信息均得以保留并用于后续分析。这使得用户能够根据不同目的，从单一测量数据集中自由选择能量范围，从而提高分析效率并提升分析能力。
IMX711在高通量条件下也能获得具有线性响应特性的数据
由于IMX711属于积分型X射线图像传感器，它不会像光子计数型传感器那样出现光子计数损失，而是能够在高通量条件下保持线性响应。此外，高速采集使得单帧所需的信号存储容量得以降低，从而相比传统的积分方式减少了信号饱和现象。
利用IMX711读出过程中的信号输出和增益信息，后续的数字处理能够实现宽动态范围的数据重建，确保从低通量到高通量范围内的信号处理保持一致性。这有助于获取高重现性、高精度的测量数据，即使在X射线图像传感器内各像素的入射强度存在显著差异的X射线测量场景下，也能实现这一点。
延伸阅读：
上一篇：量子传感器新突破：克服搜寻暗物质与引力波过程中的重大障碍
下一篇：最后一页