Pengenalan, Jenis Pengiraan PhotonLinear Avalanche Photodetector
Teknologi pengiraan foton dapat menguatkan isyarat foton sepenuhnya untuk mengatasi bunyi pembacaan peranti elektronik, dan merekodkan bilangan output foton oleh pengesan dalam tempoh masa tertentu dengan menggunakan ciri -ciri diskret semulajadi pengesan output isyarat elektrik di bawah penyinaran cahaya yang lemah, dan mengira maklumat sasaran yang diukur mengikut nilai meter foton. Untuk merealisasikan pengesanan cahaya yang sangat lemah, pelbagai jenis instrumen dengan keupayaan pengesanan foton telah dikaji di pelbagai negara. Photodiode Avalanche keadaan pepejal (APD Photodetector) adalah peranti yang menggunakan kesan fotoelektrik dalaman yang mengutamakan isyarat cahaya. Berbanding dengan peranti vakum, peranti keadaan pepejal mempunyai kelebihan yang jelas dalam kelajuan tindak balas, kiraan gelap, penggunaan kuasa, kepekaan medan magnet, dan lain-lain.
Peranti photodetector APDMempunyai mod Geiger (GM) dan mod linear (LM) dua mod kerja, teknologi pengimejan pengiraan foton APD semasa terutamanya menggunakan peranti APD Mode Geiger. Peranti APD Mod Geiger mempunyai kepekaan yang tinggi pada tahap foton tunggal dan kelajuan tindak balas yang tinggi puluhan nanodetik untuk mendapatkan ketepatan masa yang tinggi. Walau bagaimanapun, Mod Geiger APD mempunyai beberapa masalah seperti pengesan masa mati, kecekapan pengesanan yang rendah, silang kata optik yang besar dan resolusi spatial yang rendah, jadi sukar untuk mengoptimumkan percanggahan antara kadar pengesanan yang tinggi dan kadar penggera palsu yang rendah. Kaunter foton berdasarkan peranti HGCDTE APD yang hampir tidak berkesudahan yang beroperasi dalam mod linear, tidak mempunyai masa mati dan sekatan crosstalk, tidak mempunyai denyutan pasca yang berkaitan dengan mod Geiger, tidak memerlukan litar quench, mempunyai julat dinamik yang tinggi dan boleh ditarik balik. Ia membuka medan aplikasi baru pengimejan pengiraan foton inframerah, adalah arah pembangunan penting peranti pengiraan foton, dan mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pemerhatian astronomi, komunikasi ruang kosong, pengimejan aktif dan pasif, penjejakan pinggiran dan sebagainya.
Prinsip pengiraan foton dalam peranti HGCDTE APD
Peranti photodetector APD berdasarkan bahan HGCDTE boleh meliputi pelbagai panjang gelombang, dan pekali pengionan elektron dan lubang sangat berbeza (lihat Rajah 1 (a)). Mereka mempamerkan satu mekanisme pendaraban pembawa dalam panjang gelombang cut-off 1.3 ~ 11 μm. Terdapat hampir tidak ada bunyi yang berlebihan (berbanding dengan faktor bunyi yang berlebihan FSI ~ 2-3 peranti Si APD dan FIII-V ~ 4-5 peranti keluarga III-V (lihat Rajah 1 (b)), supaya nisbah isyarat-ke-bunyi peranti hampir tidak menurun dengan peningkatan keuntungan, yang merupakan inframerah yang idealAvalanche Photodetector.
Rajah. 1 (a) Hubungan antara nisbah pekali pengionan impak bahan merkuri kadmium telurida dan komponen X CD; (b) Perbandingan faktor bunyi yang berlebihan f peranti APD dengan sistem bahan yang berbeza
Teknologi Pengiraan Photon adalah teknologi baru yang boleh mengekstrak isyarat optik secara digital dari bunyi terma dengan menyelesaikan pulsa fotoelektron yang dihasilkan oleh aPhotodetectorSetelah menerima foton tunggal. Oleh kerana isyarat cahaya rendah lebih tersebar dalam domain masa, output isyarat elektrik oleh pengesan juga semula jadi dan diskret. Mengikut ciri -ciri cahaya yang lemah, penguatan nadi, diskriminasi nadi dan teknik pengiraan digital biasanya digunakan untuk mengesan cahaya yang sangat lemah. Teknologi pengiraan foton moden mempunyai banyak kelebihan, seperti nisbah isyarat-ke-bunyi yang tinggi, diskriminasi yang tinggi, ketepatan pengukuran yang tinggi, anti-drift yang baik, kestabilan masa yang baik, dan boleh mengeluarkan data ke komputer dalam bentuk isyarat digital untuk analisis dan pemprosesan berikutnya, yang tidak dapat ditandingi oleh kaedah pengesanan yang lain. Pada masa ini, sistem pengiraan foton telah digunakan secara meluas dalam bidang pengukuran perindustrian dan pengesanan cahaya rendah, seperti optik tak linear, biologi molekul, spektroskopi resolusi ultra tinggi, fotometri astronomi, pengukuran pencemaran atmosfera, dan lain-lain, yang berkaitan dengan pengambilan dan pengesanan isyarat ringan. Kadmium Mercury Telluride Avalanche Photodetector hampir tidak mempunyai bunyi yang berlebihan, kerana kenaikan keuntungan, nisbah isyarat-ke-bunyi tidak merosot, dan tidak ada masa mati dan sekatan pasca denyutan yang berkaitan dengan peranti avalanche Geiger, yang sangat sesuai untuk permohonan dalam pengiraan foton, dan merupakan hala tuju pembangunan yang penting.
Masa Post: Jan-14-2025