Кереш сүз, фотоннарны санау төресызыклы кар ишелүе фотодетекторы
Фотоннарны санау технологиясе электрон җайланмаларның уку шау-шуын җиңеп, фотон сигналын тулысынча көчәйтә ала, һәм детекторның зәгыйфь яктылык нурланышы астында электр сигналының табигый дискрет үзенчәлекләрен кулланып, билгеле бер вакыт эчендә детектор чыгарган фотоннар санын терки ала, һәм үлчәнгән максат турындагы мәгълүматны фотон үлчәгеч кыйммәтенә карап исәпли ала. Бик зәгыйфь яктылыкны ачыклауны гамәлгә ашыру өчен, төрле илләрдә фотоннарны ачыклау мөмкинлегенә ия булган күп төрле кораллар өйрәнелгән. Каты хәлдәге кар ишелмәсе фотодиоды (APD фотодетекторы) - яктылык сигналларын ачыклау өчен эчке фотоэлектрик эффектны кулланучы җайланма. Вакуум җайланмалары белән чагыштырганда, каты җисемле җайланмаларның җавап тизлеге, караңгылык саны, энергия куллану, күләм һәм магнит кыры сизгерлеге һ.б. буенча ачык өстенлекләре бар. Галимнәр каты җисемле APD фотоннарын санау сурәтләү технологиясенә нигезләнеп тикшеренүләр үткәрделәр.
APD фотодетектор җайланмасыГейгер режимы (GM) һәм сызыклы режим (LM) ике эш режимына ия, хәзерге APD фотон санау технологиясе, нигездә, Гейгер режимындагы APD җайланмасын куллана. Гейгер режимындагы APD җайланмалары бер фотон дәрәҗәсендә югары сизгерлеккә һәм югары вакыт төгәллегенә ирешү өчен дистәләгән наносекунд югары җавап тизлегенә ия. Ләкин, Гейгер режимындагы APD җайланмаларында детекторның үлү вакыты, түбән ачыклау нәтиҗәлелеге, зур оптик кроссворд һәм түбән киңлек чишелеше кебек кайбер проблемалар бар, шуңа күрә югары ачыклау тизлеге һәм түбән ялган сигнал тизлеге арасындагы каршылыкны оптимальләштерү авыр. Якын тавышсыз югары көчәйткечле HgCdTe APD җайланмаларына нигезләнгән фотон санагычлары сызыклы режимда эшли, үлү вакыты һәм үзара сөйләшү чикләүләре юк, Гейгер режимы белән бәйле пост-импульс юк, сүндерү схемаларын таләп итми, ультра югары динамик диапазонга, киң һәм көйләнерлек спектраль җавап диапазонына ия, һәм ачыклау нәтиҗәлелеге һәм ялган санау тизлеге өчен бәйсез рәвештә оптимальләштерелергә мөмкин. Бу инфракызыл фотоннарны санау сурәтләүнең яңа куллану өлкәсен ача, фотоннарны санау җайланмаларының мөһим үсеш юнәлеше булып тора, һәм астрономик күзәтү, ирекле космик элемтә, актив һәм пассив сурәтләү, читләрне күзәтү һ.б. өлкәләрдә киң куллану перспективаларына ия.
HgCdTe APD җайланмаларында фотоннарны санау принцибы
HgCdTe материалларына нигезләнгән APD фотодетектор җайланмалары төрле дулкын озынлыкларын үз эченә ала ала, һәм электроннар һәм тишекләрнең ионлашу коэффициентлары бик төрле (1 нче рәсемне (а) карагыз). Алар 1,3 ~ 11 мкм кисү дулкын озынлыгында бер йөртүче тапкырлау механизмын күрсәтәләр. Артык шау-шу юк диярлек (Si APD җайланмаларының FSi~2-3 артык шау-шу коэффициенты һәм III-V гаиләсе җайланмаларының FIII-V~4-5 артык шау-шу коэффициенты белән чагыштырганда (1 нче рәсемне (б) карагыз)), шуңа күрә җайланмаларның сигнал-шау нисбәте көчәйтү арту белән кимеми диярлек, бу идеаль инфракызыл.кар ишелүе фотодетекторы.
1 нче РӘСЕМ (а) Терекөмеш кадмий теллуриды материалының бәрелү ионлашу коэффициенты нисбәте һәм Cd компонентының x арасындагы бәйләнеш; (б) Төрле материал системалары белән APD җайланмаларының артык шау-шу коэффициенты F чагыштырмасы
Фотоннарны санау технологиясе - фотоэлектрон импульсларын аеру юлы белән җылылык шау-шуыннан оптик сигналларны санлы рәвештә аерып ала торган яңа технология.фотодетекторбер фотонны алганнан соң. Түбән яктылык сигналы вакыт өлкәсендә күбрәк таралганлыктан, детектор тарафыннан чыгарылган электр сигналы да табигый һәм дискрет. Зәгыйфь яктылыкның бу үзенчәлегенә ярашлы, гадәттә, бик зәгыйфь яктылыкны ачыклау өчен импульс көчәйтү, импульс аеру һәм цифрлы санау ысуллары кулланыла. Заманча фотон санау технологиясенең күп өстенлекләре бар, мәсәлән, югары сигнал-шау нисбәте, югары аеру, югары үлчәү төгәллеге, яхшы дрейфка каршы тору, яхшы вакыт тотрыклылыгы, һәм мәгълүматларны компьютерга соңрак анализлау һәм эшкәртү өчен цифрлы сигнал рәвешендә чыгара ала, бу башка ачыклау ысуллары белән чагыштырып булмый. Хәзерге вакытта фотон санау системасы сәнәгать үлчәүләре һәм түбән яктылыкны ачыклау өлкәсендә киң кулланыла, мәсәлән, сызыклы булмаган оптика, молекуляр биология, ультра югары ачыклыклы спектроскопия, астрономик фотометрия, атмосфера пычрануын үлчәү һ.б., алар зәгыйфь яктылык сигналларын алу һәм ачыклау белән бәйле. Терекөмеш кадмий теллуриды кар ишелү фотодетекторында артык шау-шу юк диярлек, көчәйтү арткан саен, сигнал-шау нисбәте кими, һәм Гейгер кар ишелү җайланмалары белән бәйле үле вакыт һәм импульстан соңгы чикләүләр юк, бу фотоннарны санауда куллану өчен бик уңайлы һәм киләчәктә фотоннарны санау җайланмаларының мөһим үсеш юнәлеше булып тора.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 14 гыйнвары