Yntroduksje, type fotontellinglineêre avalanche fotodetektor
Photon telling technology kin folslein fersterkje it foton sinjaal te oerwinnen it readout lûd fan elektroanyske apparaten, en registrearje it oantal fotonen útfier troch de detektor yn in bepaalde perioade fan tiid troch it brûken fan de natuerlike diskrete skaaimerken fan de detektor útfier elektryske sinjaal ûnder swak ljocht irradiation , en berekkenje de ynformaasje fan it mjitten doel neffens de wearde fan 'e fotonmeter. Om ekstreem swak ljochtdeteksje te realisearjen, binne in protte ferskillende soarten ynstruminten mei fotondeteksjemooglikheden yn ferskate lannen studearre. In solid state lawine fotodiode (APD fotodetektor) is in apparaat dat it ynterne fotoelektryske effekt brûkt om ljochtsinjalen te detektearjen. Yn ferliking mei fakuümapparaten hawwe solid-state-apparaten fanselssprekkende foardielen yn antwurdsnelheid, tsjustere count, enerzjyferbrûk, folume en magnetyske fjildgefoelichheid, ensfh. Wittenskippers hawwe ûndersyk útfierd op basis fan solid-state APD photon counting imaging technology.
APD fotodetektor apparaathat Geiger modus (GM) en lineêre modus (LM) twa wurkjende modus, de hjoeddeiske APD photon tellen imaging technology benammen brûkt Geiger modus APD apparaat. Geiger-modus APD-apparaten hawwe hege gefoelichheid op it nivo fan ien foton en hege antwurdsnelheid fan tsientallen nanosekonden om hege tiidkrektens te krijen. Lykwols, Geiger modus APD hat guon problemen lykas detector deade tiid, low detection effisjinsje, grutte optyske krúswurd en lege romtlike resolúsje, dus it is dreech om te optimalisearjen de tsjinspraak tusken hege detection rate en lege falske alarm rate. Fotontellers basearre op hast lûdleaze hege-gain HgCdTe APD-apparaten wurkje yn lineêre modus, hawwe gjin deade tiid en crosstalk beheiningen, hawwe gjin post-puls ferbûn mei Geiger modus, hawwe gjin quench circuits nedich, hawwe ultra-hege dynamyske berik, breed en tunable spektrale antwurd berik, en kin wurde ûnôfhinklik optimalisearre foar detection effisjinsje en falske count rate. It iepenet in nij tapassingsfjild fan ynfraread foton tellen imaging, is in wichtige ûntwikkeling rjochting fan foton tellen apparaten, en hat brede tapassing perspektyf yn astronomyske observaasje, frije romte kommunikaasje, aktive en passive imaging, fringe tracking ensafuorthinne.
Prinsipe fan fotontelling yn HgCdTe APD-apparaten
APD-fotodetektorapparaten basearre op HgCdTe-materialen kinne in breed oanbod fan golflingten dekke, en de ionisaasjekoëffisjinten fan elektroanen en gatten binne hiel oars (sjoch figuer 1 (a)). Se fertoane in ienige drager fermannichfâldigje meganisme binnen de cut-off golflingte fan 1.3 ~ 11 µm. Der is hast gjin oerstallige lûd (yn ferliking mei de oerstallige lûdfaktor FSi~2-3 fan Si APD-apparaten en FIII-V~4-5 fan III-V-famyljeapparaten (sjoch figuer 1 (b)), sadat de sinjaal- to-noise-ferhâlding fan 'e apparaten nimt hast net ôf mei de ferheging fan winst, wat in ideaal ynfraread islawinefotodetektor.
FIG. 1 (a) Relaasje tusken de ynfloed ionisaasjekoëffisjintferhâlding fan kwikkadmiumtelluride materiaal en komponint x fan Cd; (b) Fergeliking fan oerstallige lûdfaktor F fan APD-apparaten mei ferskate materiaalsystemen
Photon-teltechnology is in nije technology dy't optyske sinjalen digitaal kin ekstrahearje út termyske lûd troch it oplossen fan de foto-elektroanenpulsen generearre troch infotodetektornei ûntfangst fan ien foton. Sûnt it sinjaal mei leech ljocht is mear ferspraat yn it tiiddomein, is it elektryske sinjaalútfier troch de detektor ek natuerlik en diskreet. Neffens dit skaaimerk fan swak ljocht wurde pulsfersterking, pulsdiskriminaasje en digitale teltechniken meastentiids brûkt om ekstreem swak ljocht te detektearjen. Moderne foton-teltechnology hat in protte foardielen, lykas hege sinjaal-to-lûd-ferhâlding, hege diskriminaasje, hege mjittingsnauwkeurigens, goede anty-drift, goede tiidstabiliteit, en kin gegevens nei de kompjûter útfiere yn 'e foarm fan digitaal sinjaal foar folgjende analyze en ferwurking, dat is ongeëvenaard troch oare deteksjemetoaden. Op it stuit is it fotontelsysteem in protte brûkt op it mêd fan yndustriële mjitting en deteksje fan leech ljocht, lykas net-lineêre optika, molekulêre biology, ultra-hege resolúsje spektroskopy, astronomyske fotometry, mjitting fan atmosfearyske fersmoarging, ensfh. ta de oankeap en opspoaren fan swak ljocht sinjalen. De kwik-kadmium telluride lawinefotodetektor hat hast gjin oerstallige lûden, om't de winst tanimt, de sinjaal-to-lûs-ferhâlding net ferfalt, en d'r is gjin deade tiid en post-pulsbeheining yn ferbân mei Geiger lawine-apparaten, dy't tige geskikt is foar applikaasje yn foton tellen, en is in wichtige ûntwikkeling rjochting fan foton tellen apparaten yn 'e takomst.
Post tiid: Jan-14-2025