Ynlieding, fotonen telletypelineêre lawinefotodetektor
Fotonteltechnology kin it fotonsignaal folslein fersterkje om it útlêslûd fan elektroanyske apparaten te oerwinnen, en it oantal fotonen dat troch de detektor yn in bepaalde perioade útfierd wurdt registrearje troch de natuerlike diskrete skaaimerken fan it elektryske útfiersignaal fan 'e detektor ûnder swakke ljochtbestraling te brûken, en de ynformaasje fan it mjitten doel te berekkenjen neffens de wearde fan 'e fotonmeter. Om ekstreem swakke ljochtdeteksje te realisearjen, binne yn ferskate lannen in protte ferskillende soarten ynstruminten mei fotondeteksjemooglikheden bestudearre. In fêste-steat lawinefotodiode (APD-fotodetektor) is in apparaat dat it ynterne fotoelektryske effekt brûkt om ljochtsignalen te detektearjen. Yn ferliking mei fakuümapparaten hawwe fêste-steatapparaten dúdlike foardielen yn reaksjesnelheid, tsjustertelling, enerzjyferbrûk, folume- en magnetysk fjildgefoelichheid, ensfh. Wittenskippers hawwe ûndersyk útfierd basearre op fêste-steat APD-fotonentellingsôfbyldingstechnology.
APD-fotodetektorapparaatMei Geiger-modus (GM) en lineêre modus (LM) twa wurkmodi brûkt de hjoeddeiske APD-fotonteltechnology benammen in Geiger-modus APD-apparaat. Geiger-modus APD-apparaten hawwe in hege gefoelichheid op it nivo fan in inkele foton en in hege reaksjesnelheid fan tsientallen nanosekonden om in hege tiidkrektens te krijen. Geiger-modus APD hat lykwols wat problemen lykas deade tiid fan 'e detektor, lege deteksje-effisjinsje, grutte optyske krúswurdpuzels en lege romtlike resolúsje, sadat it lestich is om de tsjinstelling tusken hege deteksjesnelheid en lege falske alarmsnelheid te optimalisearjen. Fotontellers basearre op hast stilleaze HgCdTe APD-apparaten mei hege winst wurkje yn lineêre modus, hawwe gjin deade tiid- en oerspraakbeperkingen, hawwe gjin postpuls assosjeare mei Geiger-modus, fereaskje gjin blussirkwy, hawwe in ultra-hege dynamyske berik, in breed en ynstelber spektraal reaksjeberik, en kinne ûnôfhinklik optimalisearre wurde foar deteksje-effisjinsje en falske telsnelheid. It iepenet in nij tapassingsfjild fan ynfraread fotontelôfbylding, is in wichtige ûntwikkelingsrjochting fan fotontelapparaten, en hat brede tapassingsperspektiven yn astronomyske observaasje, frije romtekommunikaasje, aktive en passive ôfbylding, franjetracking en sa fierder.
Prinsipe fan fotonen tellen yn HgCdTe APD-apparaten
APD-fotodetektorapparaten basearre op HgCdTe-materialen kinne in breed skala oan golflingten dekke, en de ionisaasjekoëffisiënten fan elektroanen en gatten binne tige ferskillend (sjoch figuer 1 (a)). Se litte in ien-laderfermannichfâldigingsmeganisme sjen binnen de ôfsnijgolflingte fan 1,3 ~ 11 µm. Der is hast gjin oerstallige rûs (yn ferliking mei de oerstallige rûsfaktor FSi ~ 2-3 fan Si APD-apparaten en FIII-V ~ 4-5 fan III-V-famyljeapparaten (sjoch figuer 1 (b)), sadat de sinjaal-rûsferhâlding fan 'e apparaten hast net ôfnimt mei de tanimming fan fersterking, wat in ideale ynfraread is.lawine fotodetektor.
FIG. 1 (a) Relaasje tusken de ynfloedionisaasjekoëffisjintferhâlding fan kwik-kadmium-telluridemateriaal en komponint x fan Cd; (b) Fergeliking fan oermjittige rûsfaktor F fan APD-apparaten mei ferskate materiaalsystemen
Fotonenteltechnology is in nije technology dy't digitaal optyske sinjalen út termyske rûs kin ekstrahearje troch de fotoelektronpulsen op te lossen dy't generearre wurde troch infotodetektornei it ûntfangen fan in inkele foton. Om't it sinjaal by leech ljocht mear ferspraat is yn it tiiddomein, is it elektryske sinjaal dat troch de detektor wurdt útfierd ek natuerlik en diskreet. Neffens dizze eigenskip fan swak ljocht wurde pulsfersterking, pulsdiskriminaasje en digitale telletechniken meastentiids brûkt om ekstreem swak ljocht te detektearjen. Moderne fotonteltechnology hat in protte foardielen, lykas in hege signaal-lûdsferhâlding, hege diskriminaasje, hege mjitnauwkeurigens, goede anty-drift, goede tiidstabiliteit, en kin gegevens nei de kompjûter útfiere yn 'e foarm fan in digitaal sinjaal foar lettere analyze en ferwurking, wat net te evenaren is troch oare deteksjemetoaden. Op it stuit is it fotontelsysteem in soad brûkt op it mêd fan yndustriële mjitting en deteksje by leech ljocht, lykas net-lineare optyk, molekulêre biology, spektroskopie mei ultrahege resolúsje, astronomyske fotometry, mjitting fan atmosfearyske fersmoarging, ensfh., dy't relatearre binne oan it krijen en detektearjen fan swakke ljochtsignalen. De kwik-kadmium-telluride-lawinefotodetektor hat hast gjin oerstallige rûs, as de fersterking tanimt, ferfalt de signaal-rûsferhâlding net, en is der gjin deadetiid- en post-pulsbeperking relatearre oan Geiger-lawine-apparaten, wat tige geskikt is foar tapassing yn fotonentellen, en in wichtige ûntwikkelingsrjochting is fan fotonentellen yn 'e takomst.
Pleatsingstiid: 14 jannewaris 2025