Utangulizi, aina ya kuhesabu photonilinear Banguko photodetector
Teknolojia ya kuhesabu fotoni inaweza kukuza kikamilifu mawimbi ya fotoni ili kushinda kelele ya usomaji wa vifaa vya kielektroniki, na kurekodi idadi ya fotoni zinazotolewa na kigunduzi katika kipindi fulani cha muda kwa kutumia sifa za asili za kipekee za mawimbi ya umeme inayotoa kigunduzi chini ya mwaliko dhaifu wa mwanga. , na kukokotoa taarifa ya lengo lililopimwa kulingana na thamani ya mita ya photoni. Ili kutambua ugunduzi dhaifu wa mwanga, aina nyingi tofauti za zana zilizo na uwezo wa kugundua fotoni zimefanyiwa utafiti katika nchi mbalimbali. Picha ya hali dhabiti ya maporomoko ya theluji (Kitambuzi cha picha cha APD) ni kifaa kinachotumia athari ya ndani ya fotoelectric kutambua ishara za mwanga. Ikilinganishwa na vifaa vya utupu, vifaa vya hali dhabiti vina faida dhahiri katika kasi ya majibu, hesabu ya giza, matumizi ya nguvu, kiasi na unyeti wa uwanja wa sumaku, n.k. Wanasayansi wamefanya utafiti kulingana na teknolojia ya upigaji picha ya picha ya APD ya hali dhabiti.
Kifaa cha kutambua picha cha APDina modi ya Geiger (GM) na modi ya mstari (LM) hali mbili za kufanya kazi, teknolojia ya sasa ya kuhesabu fotoni ya APD hutumia kifaa cha APD cha hali ya Geiger. Vifaa vya APD vya hali ya Geiger vina usikivu wa juu katika kiwango cha fotoni moja na kasi ya juu ya majibu ya makumi ya nanoseconds ili kupata usahihi wa wakati. Hata hivyo, hali ya Geiger APD ina matatizo fulani kama vile muda wa kigunduzi, ufanisi mdogo wa utambuzi, maneno makubwa ya macho na mwonekano wa chini wa anga, kwa hivyo ni vigumu kuongeza ukinzani kati ya kasi ya juu ya ugunduzi na kasi ya chini ya kengele ya uwongo. Kaunta za fotoni kulingana na vifaa vya HgCdTe APD vya kupata faida kubwa karibu visivyo na kelele hufanya kazi katika hali ya mstari, havina vizuizi vya wakati uliokufa na vya mazungumzo, havina mapigo ya baada ya kuhusishwa na modi ya Geiger, havihitaji mizunguko ya kuzima, vina anuwai ya nguvu ya juu zaidi, pana. na anuwai ya mwitikio wa taswira inayoweza kutumika, na inaweza kuboreshwa kivyake kwa ufanisi wa ugunduzi na kasi ya hesabu ya uwongo. Inafungua uga mpya wa utumaji picha wa kuhesabu fotoni ya infrared, ni mwelekeo muhimu wa ukuzaji wa vifaa vya kuhesabu fotoni, na ina matarajio mapana ya matumizi katika uchunguzi wa anga, mawasiliano ya anga ya bure, upigaji picha amilifu na tulivu, ufuatiliaji wa pindo na kadhalika.
Kanuni ya kuhesabu photoni katika vifaa vya HgCdTe APD
Vifaa vya kutambua picha vya APD kulingana na nyenzo za HgCdTe vinaweza kufunika urefu mbalimbali wa mawimbi, na mgawo wa ionization wa elektroni na mashimo ni tofauti sana (ona Mchoro 1 (a)). Huonyesha utaratibu wa kuzidisha mtoa huduma mmoja ndani ya urefu uliokatwa wa 1.3~11 µm. Karibu hakuna kelele nyingi (ikilinganishwa na sababu ya kelele ya ziada FSi~2-3 ya vifaa vya Si APD na FIII-V~4-5 ya vifaa vya familia vya III-V (ona Mchoro 1 (b)), ili ishara- uwiano wa kelele wa vifaa karibu haupunguki na ongezeko la faida, ambayo ni infrared borakigundua picha cha theluji.
FIG. 1 (a) Uhusiano kati ya uwiano wa mgawo wa ionization wa athari wa nyenzo ya zebaki ya cadmium telluride na kijenzi x cha Cd; (b) Ulinganisho wa kipengele cha ziada cha kelele F cha vifaa vya APD na mifumo tofauti ya nyenzo
Teknolojia ya kuhesabu Photoni ni teknolojia mpya inayoweza kutoa kidigitali mawimbi ya macho kutoka kwa kelele ya joto kwa kutatua mipigo ya photoelectron inayozalishwa nakigundua pichabaada ya kupokea fotoni moja. Kwa kuwa ishara ya mwanga wa chini hutawanywa zaidi katika kikoa cha wakati, pato la ishara ya umeme na detector pia ni ya asili na tofauti. Kulingana na sifa hii ya mwanga hafifu, ukuzaji wa mapigo ya moyo, ubaguzi wa mapigo ya moyo na mbinu za kuhesabu kidijitali kwa kawaida hutumiwa kugundua mwanga hafifu sana. Teknolojia ya kisasa ya kuhesabu fotoni ina faida nyingi, kama vile uwiano wa juu wa ishara-kwa-kelele, ubaguzi wa juu, usahihi wa juu wa kipimo, anti-drift nzuri, utulivu wa wakati mzuri, na inaweza kutoa data kwa kompyuta kwa njia ya ishara ya digital kwa uchambuzi unaofuata. na usindikaji, ambao haulinganishwi na mbinu zingine za utambuzi. Kwa sasa, mfumo wa kuhesabu fotoni umetumika sana katika uwanja wa upimaji wa viwanda na ugunduzi wa mwanga mdogo, kama vile optics zisizo na mstari, biolojia ya molekuli, spectroscopy ya azimio la juu zaidi, photometry ya anga, kipimo cha uchafuzi wa anga, nk, ambayo yanahusiana. kwa upatikanaji na ugunduzi wa ishara dhaifu za mwanga. Kigunduzi cha picha cha banguko cha zebaki cha cadmium telluride kina karibu hakuna kelele nyingi, faida inapoongezeka, uwiano wa ishara-kwa-kelele hauozi, na hakuna wakati wa kufa na kizuizi cha baada ya kunde kinachohusiana na vifaa vya Banguko vya Geiger, ambavyo vinafaa sana. maombi katika kuhesabu fotoni, na ni mwelekeo muhimu wa ukuzaji wa vifaa vya kuhesabu fotoni katika siku zijazo.
Muda wa kutuma: Jan-14-2025