Introduzzjoni, tip ta 'għadd tal-fotoniFotodetettur Lineari tal-Valanga
It-teknoloġija tal-għadd tal-fotoni tista 'tamplifika bis-sħiħ is-sinjal tal-fotoni biex tegħleb il-ħoss tal-qari ta' apparati elettroniċi, u tirreġistra n-numru ta 'fotoni tal-ħruġ mid-ditekter f'ċertu perjodu ta' żmien billi tuża l-karatteristiċi diskreti naturali tad-ditekter li joħroġ is-sinjal elettriku taħt irradjazzjoni tad-dawl dgħajfa, u kkalkula l-informazzjoni tal-mira mkejla skond il-valur tal-miter tal-fotoni. Sabiex jiġu realizzati skoperta ta 'dawl estremament dgħajfa, ħafna tipi differenti ta' strumenti b'kapaċità ta 'skoperta ta' fotoni ġew studjati f'diversi pajjiżi. Fotodijodu ta 'valanga ta' stat solidu (Photodetector APD) huwa apparat li juża l-effett fotoelettriku intern ta 'sinjali tad-dawl. Meta mqabbel ma 'apparati bil-vakwu, apparati ta' stat solidu għandhom vantaġġi ovvji fil-veloċità tar-rispons, għadd skur, konsum ta 'enerġija, volum u sensittività tal-kamp manjetiku, eċċ. Xjentisti wettqu riċerka bbażata fuq teknoloġija tal-immaġini tal-għadd tal-fotoni APD fi stat solidu.
Apparat Photodetector APDGħandu l-modalità Geiger (GM) u l-modalità lineari (LM) żewġ modi ta 'ħidma, it-teknoloġija attwali tal-immaġini tal-għadd tal-fotoni APD tuża prinċipalment l-apparat Geiger Mode APD. L-apparati APD tal-modalità Geiger għandhom sensittività għolja fil-livell ta 'foton wieħed u veloċità ta' rispons għoli ta 'għexieren ta' nanosekondi biex tinkiseb eżattezza ta 'ħin għoli. Madankollu, il-modalità Geiger APD għandha xi problemi bħall-ħin mejjet tad-ditekter, effiċjenza ta 'skoperta baxxa, crossword ottiku kbir u riżoluzzjoni spazjali baxxa, u għalhekk huwa diffiċli li tiġi ottimizzata l-kontradizzjoni bejn rata għolja ta' skoperta u rata baxxa ta 'allarm falz. Il-bankijiet tal-fotoni bbażati fuq apparat APD HGCDTE ta 'qligħ għoli kważi bla waqfien joperaw fil-mod lineari, m'għandhom l-ebda ħin mejjet u restrizzjonijiet ta' crosstalk, m'għandhom l-ebda post-polz assoċjat mal-mod Geiger, ma jeħtiġux ċirkwiti ta 'quench, għandhom firxa ultra-għolja dinamika, firxa ta' rispons spettrali wiesgħa u sintonizzabbli, u jistgħu jiġu ottimizzati b'mod indipendenti għall-effiċjenza tad-detezzjoni u l-għadd ta 'foloz. Jiftaħ qasam ta 'applikazzjoni ġdid ta' immaġini tal-għadd tal-fotoni infra-aħmar, huwa direzzjoni importanti ta 'żvilupp ta' apparat li jgħodd il-fotoni, u għandu prospetti wiesgħa ta 'applikazzjoni fl-osservazzjoni astronomika, komunikazzjoni spazjali ħielsa, immaġini attivi u passivi, traċċar ta' marġinali u l-bqija.
Prinċipju tal-għadd tal-fotoni f'apparat APD Hgcdte
Apparati fotodetettur APD ibbażati fuq materjali HGCDTE jistgħu jkopru firxa wiesgħa ta 'tul ta' mewġ, u l-koeffiċjenti ta 'jonizzazzjoni ta' elettroni u toqob huma differenti ħafna (ara l-Figura 1 (a)). Huma juru mekkaniżmu ta 'multiplikazzjoni ta' trasportatur wieħed fit-tul ta 'mewġa ta' qtugħ ta '1.3 ~ 11 µm. Kważi m'hemm l-ebda ħoss żejjed (meta mqabbel mal-fattur tal-istorbju żejjed FSI ~ 2-3 ta 'apparati APD Si u FIII-V ~ 4-5 ta' apparati tal-familja III-V (ara l-Figura 1 (b)), u għalhekk li l-proporzjon sinjal-ħoss tal-apparati kważi ma jonqosx biż-żieda ta 'qligħ, li huwa infrared ideali, li huwa infralared ideali, liFotodetettur tal-Avalanche.
Fig. 1 (a) relazzjoni bejn il-proporzjon tal-koeffiċjent tal-jonizzazzjoni tal-impatt tal-materjal tal-merkurju tal-kadmju u l-komponent X ta 'CD; (b) Tqabbil tal-fattur tal-istorbju żejjed F ta 'apparati APD ma' sistemi materjali differenti
It-teknoloġija tal-għadd tal-fotoni hija teknoloġija ġdida li tista 'estratt b'mod diġitali sinjali ottiċi mill-istorbju termali billi ssolvi l-impulsi tal-fotoelettroni ġġenerati minnPhotodetectorwara li tirċievi foton wieħed. Peress li s-sinjal tad-dawl baxx huwa aktar imxerred fid-dominju tal-ħin, il-ħruġ tas-sinjal elettriku mid-ditekter huwa wkoll naturali u diskret. Skond din il-karatteristika ta 'dawl dgħajjef, l-amplifikazzjoni tal-polz, id-diskriminazzjoni tal-polz u t-tekniki tal-għadd diġitali ġeneralment jintużaw biex jindividwaw dawl estremament dgħajjef. Teknoloġija moderna tal-għadd tal-fotoni għandha ħafna vantaġġi, bħal proporzjon għoli sinjal-ħoss, diskriminazzjoni għolja, preċiżjoni tal-kejl għolja, anti-drift tajba, stabbiltà tajba tal-ħin, u tista 'toħroġ dejta għall-kompjuter fil-forma ta' sinjal diġitali għal analiżi u proċessar sussegwenti, li mhix imqabbla b'metodi oħra ta 'skoperta. Fil-preżent, is-sistema tal-għadd tal-fotoni ġiet użata ħafna fil-qasam tal-kejl industrijali u sejbien ta 'dawl baxx, bħal ottika mhux lineari, bijoloġija molekulari, spettroskopija ta' riżoluzzjoni ultra-għolja, fotometrija astronomika, kejl tat-tniġġis atmosferiku, eċċ., Li huma relatati mal-akkwist u d-sejbien ta 'sinjali tad-dawl dgħajfa. Il-fotodetettur tal-Mercury Cadmium Telluride Avalanche m'għandu kważi l-ebda ħoss żejjed, hekk kif il-qligħ jiżdied, il-proporzjon sinjal għal ħoss ma jitmermerx, u m'hemm l-ebda restrizzjoni mejta u wara l-polz relatati ma 'apparat ta' valanga Geiger, li huwa adattat ħafna għall-applikazzjoni fil-għadd tal-fotoni fil-futur.
Ħin ta 'wara: Jan-14-2025