X射線相干衍射成像原理示意圖。
X 射線的應用範圍很廣，包括 X 射線相干衍射成像、X 射線等離子體診斷、EUV 光刻、軟 X 射線顯微鏡、X 射線光譜、條紋相機和顯微 CT 檢測。
相干衍射成像（CDI）是近年來自由電子雷射器的重要應用之一。 利用自由電子雷射器產生的紫外或X射線，CDI技術可以達到10nm甚至更好的空間解像度，突破了傳統光學成像的侷限性。
拍攝者 Henry NChapman發表在Nature Physics **doi：10上1038 nphys461）為例，作者利用德國DSY光源的自由電子雷射首次實現了單脈衝CDI成像：波長為32nm的超短脈衝，25 fs，單脈衝光子可達10 12光子。如圖所示，CDI成像解像度高達62nm，這是32nm波長的取樣極限。
實驗裝置示意圖。
重建的 X 射線影象未被破壞，解像度高達 62 nm
除了對高質量光源的需求外，研究級探測器在尖端的CDI實驗中也至關重要。 在相干衍射成像技術中，對探測器最重要的兩個要求是：1.滿井容量大2.晶元面積大
在衍射影象中，中心透射光斑的亮度通常為衍射光斑的10000倍以上，直接透射訊號需要用遮光罩阻擋，以免損壞探測器。 此外，靠近中心的低階衍射光斑比遠離中心的高階衍射強得多。 這就要求我們檢測足夠強的高階弱訊號，同時確保低階強訊號不飽和。 這樣，滿井容量越大，對實驗資料的分析就越有利。
用於 X 射線研究的新產品 – Sophia-XO 相機。
普林斯頓儀器最新的Sophia-XO相機採用最新的230ccd感測器，單畫素尺寸為15x15公尺，感光面積為135 m 畫素增加 23%，更重要的是，滿阱容量增加 50%，達到 150 ke-畫素，保證了高質量的 CDI 資料。
更大的畫素尺寸 – 15 m
此外，新一代SOPHIA-XO大面積掃瞄相機還提供4096x4096感測器格式，感測器總尺寸高達619x61.9mm。較大的成像市場可以有效提高實驗的靈活性和資料採集能力。 在CDI實驗中，探測器可以放置在離樣品較遠的地方，以獲得更高的空間取樣解像度。
更大的晶元面積 – 4K 4K 格式。
大面積陣列CCD雖然可以給實驗帶來很多便利，但其較長的讀出時間成為提高實驗效率的最大瓶頸。
Princeton Instruments 的下一代 SOPHIA-XO 相機採用最新的 4 讀出並行設計，具有高達 16MHz 的最快 ADC 效率，只需 1 個 1 即可讀取所有 1600 萬畫素2秒，是傳統大面積陣列CCD速度的5倍。
讀出速度更快。
Princeton Instruments 的熱電冷卻、高靈敏度、高速成像 SOPHIA-XO 相機使用背照式 CCD 感測器，可直接檢測具有寬能量範圍的 VUV 和 X 射線（5 EV 至 30 KeV）光子。
Sophia-XO相機專為VUV EUV XUV成像、X射線衍射、X射線顯微鏡、X射線全息術、X射線光譜學和X射線等離子體領域的科學應用而設計。