Detektorsättigung

Detektorsättning uppstår när en detektor inte längre kan öka sitt utsignal i proportion till den ingående signalen på grund av begränsad dynamisk räckvidd eller bearbetningskapacitet i sensor och elektronik. Det innebär att starka signaler blir mättade eller klippar utdata och därmed inte speglar det faktiska input-värdet.

Orsakerna inkluderar fullwell-kapacitet hos bildsensorer som CCD och CMOS, där varje pixel når sin maximala lagringskapacitet, samt begränsad dynamisk räckvidd i sensor, förstärkning och analog-till digital-omvandlare. Vid högt photon-flöde kan också pile-up eller döttid i mätkedjan leda till saturation. Inom partikeldetektorer och scintillatorsystem uppnås saturation när väntevärdena för signalerna överstiger vad läsoutrustningen eller förstärkningen kan hantera, vilket kan vara särskilt tydligt vid höga räntor eller intensiteter.

Konsekvenserna är en icke-linjär respons och clipping av signalen, vilket försämrar upplösning, förlorad information om energi eller tidsstruktur samt bias i kalibreringar. I optisk bildgivning ses ofta klippning i ljusa områden och blooming mellan pixlarna; i partikeldetektorer kan mättnad leda till förvanskningar i energimätning och positionering.

Motåtgärder inkluderar att hålla signaler inom det linjära intervallet genom att använda bredare dynamisk räckvidd, multi-gain eller logaritmisk förstärkning, attenuatorer eller variabel exponeringskontroll. Andra metoder är att byta till läsoutrustning med större fullwell-kapacitet, använda olika mätlägen (räknings- vs integreringsläge) eller tillämpa noggranna kalibreringar för att korrigera icke-linjäritet. Diagnostik innefattar identifikation av klippning i data, jämförelser mot kända ingångar och granskning av kalibreringarna.