Uvod, tip brojanja fotonaLinearni lavinski fotodetektor
Tehnologija brojanja fotona može u potpunosti pojačati fotonski signal kako bi se prevladala očitavanje buke elektroničkih uređaja i zabilježiti broj izlaza fotona pomoću detektora u određenom vremenskom razdoblju koristeći prirodne diskretne karakteristike izlaznog električnog signala detektora pod slabim zračenjem svjetla i izračunavanje podataka izmjerenog ciljanog cilja. Kako bi se ostvarile izuzetno slabo otkrivanje svjetlosti, u raznim zemljama proučavane su mnoge različite vrste instrumenata s mogućnostima otkrivanja fotona. Photodiode od solidnog stanja lavina (APD fotodetektor) je uređaj koji koristi unutarnji fotoelektrični efekt todetect svjetlosne signale. U usporedbi s vakuumskim uređajima, uređaji s čvrstim državama imaju očite prednosti u brzini odgovora, broju tamne, potrošnje energije, volumenu i osjetljivosti na magnetsko polje itd. Znanstvenici su proveli istraživanje na temelju tehnologije snimanja fotona koji se bave fotonom.
APD fotodetektor uređajIma Geiger način rada (GM) i linearni način rada (LM) dva načina rada, trenutni APD tehnologija za brojanje fotona uglavnom koristi Geiger Mode APD uređaj. APD uređaji Geiger Mode imaju visoku osjetljivost na razini jednog fotona i visoke brzine odziva desetaka nanosekundi kako bi se postigla vrhunska točnost. Međutim, Geiger Mode APD ima neke probleme kao što su mrtvo vrijeme detektora, niska učinkovitost otkrivanja, velika optička križaljka i niska prostorna razlučivost, tako da je teško optimizirati kontradikciju između visoke stope otkrivanja i niske lažne stope alarma. Photonski brojači temeljeni na gotovo bez ikakvih visoko-dobitnih HGCDTE APD uređaja djeluju u linearnom načinu, nemaju mrtvo vrijeme i ograničenja prekrivanja, nemaju postpuls povezan s Geiger načinom, ne zahtijevaju krugove ugašenja, imaju ultra dinamični raspon, široku i nezavisivnu spektralnu reakciju i mogu se optimirati. Otvara novo polje primjene infracrvenog fotona brojanja fotona, važan je razvojni smjer uređaja za brojanje fotona i ima široke izglede za primjenu u astronomskom promatranju, komunikaciji o slobodnom svemiru, aktivnom i pasivnom snimanju, praćenju ruba i tako dalje.
Načelo brojanja fotona u HGCDTE APD uređajima
APD fotodetektorski uređaji temeljeni na HGCDTE materijalima mogu pokriti širok raspon valnih duljina, a koeficijenti ionizacije elektrona i rupa vrlo su različiti (vidi sliku 1 (a)). Oni pokazuju jedan mehanizam množenja jednog nosača unutar odsječene valne duljine od 1,3 ~ 11 µm. Gotovo da nema viška buke (u usporedbi s viškom faktora buke FSI ~ 2-3 SI APD uređaja i FIII-V ~ 4-5 OBITELJIH III-V obiteljskih uređaja (vidi sliku 1 (b)), tako da omjer signala i šuma gotovo ne opada s porastom, što je idealno infrandlavinski fotodetektor.
Fi. 1 (a) Odnos između omjera koeficijenta ionizacije udarne ionizacije materijala i komponente X od CD -a Merkur kadmija talurida; (b) Usporedba viška faktora buke F APD uređaja s različitim materijalnim sustavima
Tehnologija brojanja fotona nova je tehnologija koja digitalno može izvući optičke signale iz toplinske buke rješavanjem impulsa fotoelektrona koje generirajufotodetektorNakon primanja jednog fotona. Budući da se signal slabog osvjetljenja više raspršuje u vremenskoj domeni, izlaz električnog signala od strane detektora također je prirodan i diskretan. Prema ovoj karakteristici slabe svjetlosti, za otkrivanje izuzetno slabe svjetlosti obično se koriste impulsna pojačanja, diskriminaciju pulsa i tehnike brojanja digitalnog brojanja. Moderna tehnologija brojanja fotona ima brojne prednosti, kao što su visoki omjer signal-šum, visoka diskriminacija, visoka točnost mjerenja, dobra stabilnost anti-pogona, dobra vremenska stabilnost i može iznijeti podatke na računalo u obliku digitalnog signala za naknadnu analizu i obradu, što je neusporedivo drugim metodama otkrivanja. Trenutno se sustav brojanja fotona široko koristio u području industrijskog mjerenja i otkrivanja slabog svjetla, poput nelinearne optike, molekularne biologije, spektroskopije ultra-visoke rezolucije, astronomske fotometrije, mjerenja atmosferskog zagađenja itd., Koji su povezani sa stjecanjem i otkrivanjem slabih svjetlosnih znaka. Photodetektor Mercury Cadmium Telluride Avalanche gotovo nema viška buke, jer se pojačanje povećava, omjer signal-šum ne propada, a ne postoji mrtvo vrijeme i ograničenje nakon pulsa povezanih s uređajima Geiger Avalanche, što je vrlo prikladno za primjenu u računanju fotona, a važan je razvojni smjer u budućnosti.
Post Vrijeme: siječanj-14-2025