"単一光子計数検出器システム14において、該単一光子計数検出器システム14は、-感光性材料の層4と、-前記感光性材料の層4に配置されている、N×Mアレイから成る複数の光検出器ダイオード2と、-高利得で低雑音の、N×Mアレイから成る複数の読み出しユニットセルROと、-多重化手段とを備えており、前記各光検出器ダイオード2は、バイアス電位インタフェース12及びダイオード出力インタフェースを有しており、各光検出器ダイオード2の前記バイアス電位インタフェース12はバイアス電位Vbiasに接続されており、一つの前記読み出しユニットセルROは1つの光検出器ダイオード2のためのものであり、各読み出しユニットセルROは、1前記ダイオード出力インタフェースと接続されている入力インタフェースINと、積分コンデンサCintを有している高利得電圧増幅手段ampと、2少なくとも二つの並列な系統から成るディジタルカウンタとを備えており、3前記各系統は、個別に選択可能な閾値threshold1,threshold2を有している比較器と、前記ディジタルカウンタの各系統に対して、前記ディジタルカウンタのカウントインターバルを個別に決定する個別にゲート可能なセクションgate1,gate2とを含んでおり、前記多重化手段は、前記ディジタルカウンタからデータ処理ユニットへの読み出しのために、1つのピクセルに対し、又は、並行して複数のピクセルに対し、前記読み出しセルユニットにアクセス可能であり、且つ、データをチップ外の前記データ処理ユニット、特に、前記読み出しユニットセルの積分部を形成しない外部の読み出し電子素子に転送する、ことを特徴とする、検出器システム。少なくとも二つの閾値が設定されており、一方の閾値は光子エネルギの約半分のレベルであり、且つ、少なくとも一つの他方の閾値は前記光子エネルギの約1.5倍のレベルである、請求項1に記載の検出器システム。前記ゲート可能セクションは、ポンププローブ測定に適合させるために制御可能であり、所定数の読み出しセルユニット全ての読み出しセルも含まれるに関して、プローブフェーズポンプの間のヒットが一方のディジタルカウンタにおいてカウントされ、且つ、別のプローブフェーズ非ポンプ、即ちサンプルのポンプが行なわれないの間のヒットが他方のディジタルカウンタにおいてカウントされる、請求項1又は2に記載の検出器システム。所定数の読み出しユニットセル全ての読み出しセルも含まれるに関して、ウィンドウディスクリミネータを形成するために少なくとも二つの閾値が設定され、それにより一方の閾値はウィンドウの下限に設定され、他方の閾値はウィンドウの上限に設定される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の検出器システム。前記比較器の出力を用いてゲートされる固定周波数信号で、有利には、例えば10~200MHzの固定周波数で流れるカウントイネーブル信号で前記ゲートセクションがゲート可能であり、それにより、前記高利得電圧増幅手段ampの出力端におけるアナログ信号が、前記各比較器comp1,comp2,comp4に対して設定されている閾値を超過する場合にのみ、前記固定周波数信号のパルスをカウントする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の検出器システム。前記多重化手段及び前記データ処理手段は一方の系統のカウンタを読み出すことを可能にし、その一方で、他方の系統のカウンタは後続のデータの取得に使用される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の検出器システム。前記比較器の入力端における信号が前記比較器の閾値を超過する場合に、セルの比較器によって、各セルに関して電荷積分増幅器amp1が個別にリセットされる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の検出器システム。現在のところの最も大きな問題は以下の通りである:i高い入射光子レート500KHz~3MHzに関して、アナログ信号のパイルアップが始まり、カウントが失われる。従って、測定レートは補正されなければならないレート補正。今日導入されているような、3MHzを上回る単一光子計数システムは基本的にはもはや使用できない。これは特にタンパク質結晶学にとっては問題となる。トランジスタの実効パラメータのピクセル毎のばらつきに起因して、整形時間shapingtimeもピクセル毎にばらつくことになる。レート補正測定は非常に困難であるので、全てのピクセルの平均整形時間が形成される。従って、整形時間補正は、入射光子レートに依存して線形計数領域を僅かに拡張できるに過ぎない。iiポンププローブ測定に関して、サンプルが励起されポンプ、続いて、選択可能時間の経過後に、短い期間にわたりカウントが開始されるプローブ。これは、統計値の収集が要求される度に反復され、またそのときにしか読み出しは行なわれない。通常の場合、条件が一定でないか、又は、サンプルの質が低下するので例えば、粉末回折における引っ張り試験又は疲労測定、少なくとも二つの測定通常の場合はポンプと非ポンプがほぼ同時に行なわれなければならない。これは現在のところ、ポンプ信号の高い反復レートにおいては不可能である。何故ならば、各プローブインターバルの間に読み出しを行い、且つ、ポンプインターバル及び非ポンプインターバルのオフライン加算を必要とする、ピクセル毎の単一カウンタにおいてしかカウントを累算できないからである。ポンププローブ測定に関しては統計値が一般的に非常に制限されているので、ポンプ反復レートを最大にする必要があるが、それにより各インターバルポンプインターバル及び非ポンプインターバルの両インターバルの間の読み出しが阻止される。システムを高速に変更しても、各プローブインターバルの間の検出器による読み出しが常に実現されるものでもない。従って本発明の課題は、特にポンププローブ測定において、高いサンプリングレートを提供し、且つ、カウントインターバルの高速な変更の問題に対処する、単一光子計数検出器システムを提供することである。本発明によればこの課題は、以下の特徴を備えている、単一光子計数検出器システムによって解決される:a感光性材料の層;b前述の感光性材料の層に配置されている、N×Mアレイから成る複数の光検出器ダイオード;前述の各光検出器ダイオードは、バイアス電位インタフェース及びダイオード出力インタフェースを有しており、各光検出器ダイオードの前述のバイアス電位インタフェースはバイアス電位に接続されている;c高利得で低雑音の、N×Mアレイから成る複数の読み出しユニットセル;ここで、一つの読み出しセルユニットは1つの光検出器ダイオードのためのものである;d各読み出しユニットセルは以下のものを備えている:d1前述のダイオード出力インタフェースと接続されている入力インタフェース、積分コンデンサを有している高利得電圧増幅手段、d2少なくとも二つの並列な系統から成るディジタルカウンタ、d3各系統は、個別に選択可能な閾値を有している比較器と、ディジタルカウンタの各系統に対して、カウントインターバルを決定する個別にゲート可能なセクションとを含んでいる;eディジタルカウンタからデータ処理ユニットへの読み出しのために、1つのピクセルに対し、又は、並行して複数のピクセルに対し、読み出しセルユニットにアクセス可能であり、且つ、データをチップ外のデータ処理ユニット、特に、読み出しユニットセルの積分部を形成しない外部の読み出し電子素子に転送する、多重化手段。この検出器システムは、今日の単一光子計数システムのポンププローブ測定についての制限を克服する。二つより多くの別個にゲート可能なディジタルカウンタを設けることによって、システムの緩和中、異なる時間各カウンタに対して一つの固定的で選択可能な時間に測定プローブを行なうことが可能になる。この最後のオプションは、粉末回折におけるポンププローブ測定のような、連続的なビームを用いる測定にとってとりわけ興味深いものである。今日の単一光子計数検出器システムにおいて、高い入射光子レートにおけるアナログ信号のパイルアップの問題は未解決の問題である。本発明の有利な実施の形態においては、光子エネルギを下回るレベル、例えば光子エネルギの約半分のレベルの一方の閾値と、ビームエネルギを上回るレベル、例えば光子エネルギの約1.5倍のレベルの少なくとも一つの他方の閾値とを有するように少なくとも二つの閾値が設定されている場合には、個別に選択可能な閾値によって、パイルアップの問題が緩和されるか、完全に解消される。下側レベル、例えば半分のビームエネルギのレベルのカウンタは今日のシステムにおいて使用されているような標準的なカウンタである。上側レベル、例えば1.5倍のビームエネルギのカウンタは以下のような場合のパルスのみをカウントする。即ち、第1の光子のパルスの間に第2の光子のパルスが到来する程の近接した時間に二つの光子が到来しており、且つ、その間にトータルアナログ信号が比較器閾値半分のビームエネルギを下回っておらず、且つ、1.5倍の光子エネルギを上回るパルス高が生じている場合のパルスのみをカウントする。二つのカウンタに関するカウント数を加算することによって、カウントレート能力は約2倍向上し、これは著しい改善を表す。更に上記において既に言及したように、ポンププローブ測定の運用は、今日の単一光子計数検出器システムを用いる場合には深刻な問題となっている。このために、ゲート可能セクションがポンププローブ測定に適合させるために制御可能である場合には、本発明による検出器システムを適合させることができ、ここで、所定数の読み出しセルユニットに関して、ポンプフェーズの間のヒットが一方のディジタルカウンタにおいてカウントされ、プローブフェーズの間のヒットが他方のディジタルカウンタにおいてカウントされる。所定数の読み出しユニットセルについて言及すると、大多数の用途においては、全ての読み出しユニットセルがアドレッシングされるが、相応に制御されるゲート可能セクションを有している読み出しセルユニットのサブグループ、例えば関心のある領域内のサブグループだけを必要とする実施例も想定可能である。本発明の別の有利な実施の形態は、所定数の読み出しユニットセルに関して、ウィンドウディスクリミネータを形成するために少なくとも二つの閾値が設定され、それにより一方の閾値はウィンドウの下限に設定され、他方の閾値はウィンドウの上限に設定される。パイルアップが発生しない光子強度に関しては、その種のデュアルディジタルカウンタによって、下側閾値のカウント数から上側閾値のカウント数を減算することによって、エネルギウィンドウ内にあるエネルギを有している光子数をカウントすることができる。この使用モードは主として、より広範なエネルギスペクトルを有しているx線管即ちラボ用回折計を用いる測定のための、ポンププローブ実験外の関心である。そこではより高いエネルギはバックグラウンドに寄与するだけで、それはウィンドウ内にある光子だけを使用することによって遮断することができる。シンクトロンにおいては、幾つかの用途、例えば、光子の特定のエネルギ範囲を有しているラウエ回折に関して、特定のエネルギウィンドウにおいてのみ光子をカウントすることが有利となり得る。本発明の別の有利な実施形態は、比較器の出力を用いてゲートされる固定周波数信号でもって、有利には、例えば10~200MHzの固定周波数で流れるカウントイネーブル信号でもってゲートセクションがゲート可能とする場合に達成でき、それにより、高利得電圧増幅手段の出力端におけるアナログ信号が、各比較器に対して設定された閾値を超過する場合にのみ、固定周波数信号のパルスがカウントされる。これはいわゆるTOTtimeoverthresholdモードであり、このTOTモードでは、アナログ信号がアクイジション時間中に比較器閾値を超過している期間がカウンタによって測定される。二つの光子がパイルアップしている信号上記を参照されたいに関して、信号が比較器閾値を超過している期間は比較的長く、またTOT測定モードによりこの状況が正確に求められる。続いて、測定された期間を光子の数に変換することができる。第1のカウンタに由来する単一光子計数モードにおけるカウントレートが設けられることによって、TOTモードから低カウントレートに関する単一光子計数モードへの移行を即座に決定することができる。即ち、単一光子カウンタを用いるTOTカウンタの較正が行なわれる。これによって、シンクロトロンにおける単一光子計数システムのカウントレート能力をパイルアップがもはや問題にならないレベルにまで拡張することができる。本発明の更に有利な実施の形態は、従属請求項の記載より明らかになる。以下では、本発明の有利な実施の形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1には、ドープされた半導体p,n,n干渉セクション4を備えている、光検出器ダイオード2の構造が概略的に示されている。最も一般的に使用されている材料はシリコン結晶であるが、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ化物又はテルル化カドミウムも使用される。100eVから数KeVの範囲のエネルギを有している入射光子6はドープされた半導体p,n,n干渉セクション4に入射する前に一つの考えられるカバー層例えばアルミニウム8を通過し、x線吸収後に、自身のエネルギ及び電子正孔対の生成に必要とされるエネルギに応じた複数の電子正孔対10をその都度生じさせる。図面においては、この電子正孔対の数は三つの電子正孔対10によって例示的に示されており、それらの電子正孔対10はバイアス電位源12によって形成された電界によって隔てられる。図2には、n個の行及びm個の列から成るアレイに整列されている複数の光検出器ダイオード2を有している、2次元ピクセル検出器14が概略的に示されている。光検出器ダイオード2は長さl、約25~200μmの幅w及び約200μm~2mmの高さを有している。それらの光検出器ダイオード2の平面の下には、各光検出器ダイオード2において発生した、電子正孔対10に由来する電荷を収集するために、対応する個数の読み出しユニットセルROを有している読み出しチップ16が配置されている。光検出器ダイオード2のダイオード出力インタフェースと読み出しユニットセルROの入力インタフェースINとの間の電気的な接続は、例えばインジウムバンプ24を用いたバンプボンディングによって達成されている。図3には、ディジタルカウンタ34,36の二つの系統30,32を含んでいる読み出しユニットセルROの設計が概略図に示されている。x線によって光検出器ダイオード2において発生した電荷は、低雑音電荷感応増幅器amp1によって増幅される。電荷は積分コンデンサCintにおいて積分される。Rgprに印加される電圧によってその値が変化する帰還抵抗はコンデンサCintを放電し、従って、コンデンサC1の入力端へのパルスを形成する。続いて、増幅器amp2がC1/C2の比によって与えられる利得でもって信号を更に増幅する。信号Rgpr及びRgshは帰還抵抗の値を変化させ、従って、放電時間整形並びに増幅器amp1及びamp2の利得に影響を及ぼす。増幅器amp2から出力されるアナログパルスは続いて、比較器comp1及びcomp2に並行して供給される。チップ上の全ての読み出しセルにおける比較器comp1及びcomp2は一般的に、それぞれ同一の比較器閾値電圧threshold1及びthreshold2を有している。セル毎の個々の閾値の精密なチューニング調整を、セル毎にプログラミング可能なディジタル電圧変換器DAC1及びDAC2によって行なうことができる。このディジタル電圧変換器DAC1及びDAC2によって、チップ上のトランジスタパラメータにおけるばらつきによって生じる実効閾値の揺らぎを均一にすることができる。比較器comp1及びcomp2はそれぞれディジタルカウンタ34,36の各系統30,32に属している。ポンププローブ測定に関して、二つのカウンタ34,36はチャネル毎にゲート可能セクション42,44によって独立してゲート可能である。一方のカウンタ34はポンププローブ測定のポンプ状態を測定し、他方のカウンタ36はポンププローブ測定の非ポンプ状態を測定する。これにより、今日の単一光子計数システムのポンププローブ測定についての制限が克服される。読み出しチップに多数のカウンタセルが設けられており、且つ、読み出しピンの数が限定されていることに起因して、カウンタ値は通常の場合シーケンシャルに読み出され、多重化手段MMが選択されたカウンタのデータをデータ処理手段に転送し、このデータ処理手段はその選択されたカウンタのデータを更に直列化することができる。読み出しチップは並行して動作する複数の多重化データ処理手段を有することができ、それにより読み出し速度が上昇する。二つより多くの別個のゲート可能カウンタ34,36,46を設けることによって図4を参照されたい、システムの緩和中の異なる時間各カウンタに対して一つの固定的で選択可能な時間に測定プローブを行なうことができる。図4に示されているこの最後のオプションは、粉末回折におけるポンププローブ測定のような、連続的なビームを用いる測定にとってとりわけ興味深いものである。また、二つ以上のカウンタ34,36,46を設けることによって、一方のカウンタ34に対しては半分のビームエネルギ標準値の第1の閾値38を使用し、且つ、他方のカウンタ36に対しては1.5倍のビームエネルギの第2の閾値40を使用することによって、アナログ信号のパイルアップを測定することもできる。半分のビームエネルギのカウンタ34は今日のシステムにおいて使用されているような標準的なカウンタである。1.5倍のビームエネルギの第2のカウンタ36は以下のような場合のパルスのみをカウントする。即ち、第1の光子のパルスの間に第2の光子のパルスが到来する程の近い時間に二つの光子が到来しており、且つ、その間にトータルアナログ信号が比較器閾値38半分のビームエネルギを下回っておらず、且つ、1.5倍の光子エネルギを上回るパルス高が生じている場合のパルスのみをカウントする。二つのカウンタに関するカウント数を加算することによって、カウントレート能力は約2倍向上し、これは著しい改善を表す。更には、二つ又はそれ以上の数のカウンタを設けることによって、第1のカウンタ34を単一光子をカウントする標準動作モードにおいて動作させ、且つ、第2のカウンタ36をTOTモードにおいて動作させることができる。TOTモードにおいて、第2のカウンタ36は、アナログ信号がアクイジション時間中に閾値40を超過している期間を測定する。それらの測定は、比較器comp2の出力を用いて、固定周波数信号これは例えば10~200MHzの固定周波数で流れるカウントイネーブル信号で良いをゲーティングすることによって容易に実施することができる。即ち、アナログ信号が閾値40を超過したときにのみ固定周波数信号のパルスがカウントされる。二つの光子がパイルアップされている信号に関して上記を参照されたい、信号が閾値を超過している期間は比較的長く、またTOT測定によりその期間が測定される。続いて、測定された期間を光子の数に変換することができる。第1のカウンタ34に由来する単一光子計数モードにおけるカウントレートが設けられていることによって、TOTモードから低カウントレートに関する光子の数即ち単一光子計数モードへの移行を即座に決定することができる。即ち、単一光子カウンタ第1のカウンタ34を用いるTOTカウンタ第2のカウンタ36の較正が行なわれる。これによって、シンクロトロンにおける単一光子計数システムのカウントレート能力をパイルアップがもはや問題にならないレベルにまで拡張することができる。パイルアップが生じない強度に関しては、下側閾値のカウント数から上側閾値のカウント数を減算することによって、デュアルカウンタシステムをウィンドウディスクリミネータとして使用できるようにもなる。一方のカウンタが読み出しを行ない、他方のカウンタがデータを収集するようにしてマルチカウンタシステムを設計することもできる。これによって、図4に示されているように、データを絶えず収集することができるので、システムのむだ時間の無い動作が実現される。全ての単一光子計数システムに関して考えられる一つのオプションはプリアンプの能動的なリセットである。プリアンプは、アナログ信号が閾値を超過するとリセットされる即ち、アナログパルスが遮断される。これによりアナログ信号のパルス幅が短縮され、従ってカウントレート能力がやはり高められる。"