Киришүү, фотондорду эсептөө түрүсызыктуу кар көчкү фотодетектору
Фотондорду эсептөө технологиясы электрондук шаймандардын окуу ызы-чуусун жеңүү үчүн фотон сигналын толугу менен күчөтө алат жана алсыз жарык нурлануусу астында детектордун чыгыш электр сигналынын табигый дискреттик мүнөздөмөлөрүн колдонуу менен белгилүү бир убакыт аралыгында детектор тарабынан чыгарылган фотондордун санын жаза алат. , жана фотон өлчөгүчтүн маанисине ылайык өлчөнгөн максаттын маалыматын эсептеңиз. Өтө начар жарыкты аныктоону ишке ашыруу үчүн, ар кайсы өлкөлөрдө фотонду аныктоо жөндөмү бар көптөгөн түрдүү аспаптар изилденген. Катуу абалдагы көчкү фотодиоду (APD фотодетектору) жарык сигналдарын аныктоо үчүн ички фотоэффектти колдонгон түзүлүш. Вакуумдук түзүлүштөр менен салыштырганда, катуу абалдагы түзүлүштөр жооп ылдамдыгы, караңгылык саны, электр энергиясын керектөө, көлөм жана магнит талаасынын сезгичтиги ж.б. боюнча айкын артыкчылыктарга ээ. Окумуштуулар катуу абалдагы APD фотонду эсептөө сүрөттөө технологиясына негизделген изилдөөлөрдү жүргүзүштү.
APD фотодетектор аппаратыГейгер режими (GM) жана сызыктуу режими (LM) эки жумушчу режими бар, учурдагы APD фотонду эсептөө технологиясы негизинен Geiger режиминин APD аппаратын колдонот. Гейгер режиминдеги APD аппараттары бир фотондун деңгээлинде жогорку сезгичтикке жана жогорку убакыт тактыгына ээ болуу үчүн ондогон наносекунддук жогорку жооп ылдамдыгына ээ. Бирок, Гейгер режиминде APDде детектордун өлүү убактысы, аныктоонун төмөн эффективдүүлүгү, чоң оптикалык кроссворд жана мейкиндиктин төмөн резолюциясы сыяктуу көйгөйлөр бар, ошондуктан аныктоонун жогорку ылдамдыгы менен жалган сигналдын төмөн ылдамдыгы ортосундагы карама-каршылыкты оптималдаштыруу кыйын. Жакынкы ызы-чуусуз жогорку кирешелүү HgCdTe APD түзүлүштөрүнө негизделген фотон эсептегичтери сызыктуу режимде иштешет, өлүү убакыт жана кайчылаш чектөөлөр жок, Гейгер режими менен байланышкан пост-импульс жок, өчүрүү схемаларын талап кылбайт, ультра жогорку динамикалык диапазону бар, кең. жана жөнгө салынуучу спектрдик жооп диапазону жана аныктоо эффективдүүлүгү жана жалган эсептөө ылдамдыгы үчүн өз алдынча оптималдаштырылышы мүмкүн. Бул инфракызыл фотондорду эсептөөчү сүрөттөөнүн жаңы колдонуу тармагын ачат, фотондорду эсептөөчү приборлорду өнүктүрүүнүн маанилүү багыты болуп саналат жана астрономиялык байкоодо, бош мейкиндик байланышында, активдүү жана пассивдүү сүрөттөөдө, чек араларды көзөмөлдөөдө жана башкаларда кеңири колдонуу перспективаларына ээ.
HgCdTe APD аппараттарындагы фотондорду эсептөө принциби
HgCdTe материалдарынын негизиндеги APD фотодетектордук приборлору толкун узундуктарынын кеңири диапазондорун камтый алат, электрондор менен тешиктердин иондошуу коэффициенттери өтө ар түрдүү (1(а) сүрөттү караңыз). Алар 1,3 ~ 11 микрон кесүү толкун узундугу ичинде бир ташуучу көбөйтүү механизмин көрсөтөт. Ашыкча ызы-чуу дээрлик жок (Si APD түзүлүштөрүнүн ашыкча ызы-чуу фактору FSi~2-3 жана III-V үй-бүлөлүк түзүлүштөрдүн FIII-V~4-5 менен салыштырганда (1(b) сүрөтүн караңыз), андыктан сигнал- приборлордун ызы-чуу катышы идеалдуу инфракызыл болуп эсептелген пайданын өсүшү менен дээрлик төмөндөбөйткар көчкү фотодетектору.
FIG. 1 (а) сымап кадмий теллуридинин материалынын таасирлүү иондошуу коэффициентинин катышы менен Сd х компонентинин ортосундагы байланыш; (б) Ар кандай материалдык системалар менен APD түзүлүштөрүнүн ашыкча ызы-чуу факторун F салыштыруу
Фотондорду эсептөө технологиясы - бул фотоэлектрондук импульстарды чечүү аркылуу жылуулук ызы-чуусунан оптикалык сигналдарды санарип чыгаруучу жаңы технология.фотодетекторбир фотонду алгандан кийин. Аз жарык сигналы убакыт доменинде көбүрөөк дисперстүү болгондуктан, детектор тарабынан электрдик сигналдын чыгышы да табигый жана дискреттүү. Алсыз жарыктын бул өзгөчөлүгүнө ылайык, импульсту күчөтүү, импульсту дискриминациялоо жана санариптик эсептөө ыкмалары, адатта, өтө алсыз жарыкты аныктоо үчүн колдонулат. Заманбап фотондорду эсептөө технологиясы көптөгөн артыкчылыктарга ээ, мисалы, сигналдын ызы-чуу катышы, жогорку дискриминация, өлчөө тактыгы, жакшы антидрейф, убакыттын туруктуулугу жана кийинки талдоо үчүн санариптик сигнал түрүндө компьютерге маалыматтарды чыгара алат. жана башка аныктоо ыкмалары менен теңдешсиз кайра иштетүү. Азыркы учурда фотонду эсептөө системасы өнөр жай өлчөө жана аз жарыкты аныктоо тармагында кеңири колдонулат, мисалы сызыктуу эмес оптика, молекулярдык биология, ультра жогорку резолюциядагы спектроскопия, астрономиялык фотометрия, атмосферанын булганышын өлчөө ж.б.у.с. начар жарык сигналдарын алуу жана аныктоо үчүн. Сымап кадмий теллуридинин көчкү фотодетекторунда ашыкча ызы-чуу дээрлик жок, анткени пайда көбөйгөн сайын сигналдын ызы-чуу катышы бузулбайт жана Гейгер көчкү түзүлүштөрүнө байланыштуу өлүк убакыт жана импульстен кийинки чектөө жок, бул үчүн абдан ылайыктуу. фотондорду эсептөөдө колдонуу жана келечекте фотондорду эсептөө приборлорун өнүктүрүүнүн маанилүү багыты болуп саналат.
Посттун убактысы: 14-январь-2025