Wprowadzenie, typ liczenia fotonówliniowy fotodetektor lawinowy
Technologia zliczania fotonów może w pełni wzmocnić sygnał fotonu w celu przezwyciężenia szumu odczytu urządzeń elektronicznych i zarejestrować liczbę wyjściowych fotonów przez detektor w określonym okresie za pomocą naturalnej dyskretnej charakterystyki sygnału elektrycznego wyjściowego detektora pod słabym napromieniowaniem światła, i obliczyć informacje o zmierzonym celu zmierzonego celu. Aby zrealizować wyjątkowo słabe wykrywanie światła, w różnych krajach badano wiele różnych rodzajów instrumentów z możliwościami wykrywania fotonów. Fotodioda lawinowa solidnego (APD fotodetektor) jest urządzeniem, które wykorzystuje wewnętrzne sygnały światła todetect efektu fotoelektrycznego. W porównaniu z urządzeniami próżniowymi urządzenia w stanie stałym mają oczywiste zalety w prędkości reakcji, liczbie ciemności, zużycia energii, objętości i wrażliwości pola magnetycznego itp. Naukowcy przeprowadzili badania w oparciu o technologię obrazowania Photon Photon APD.
APD urządzenie fotodetektoroweMa tryb Geiger (GM) i tryb liniowy (LM) dwa tryby robocze, bieżąca technologia obrazowania fotobów APD używa głównie urządzenia APD w trybie Geiger. Urządzenia APD w trybie Geiger mają wysoką czułość na poziomie pojedynczego fotonu i dużą prędkość reakcji dziesiątek nanosekund w celu uzyskania dokładności czasu. Jednak tryb Geiger APD ma pewne problemy, takie jak detektor martwy czas, niska wydajność wykrywania, duża krzyżówka optyczna i niska rozdzielczość przestrzenna, więc trudno jest zoptymalizować sprzeczność między wysoką szybkością wykrywania a niską szybkością fałszywej alarmu. Liczniki fotonów oparte na prawie bezbłędnych urządzeniach APD HGCDTE HGCDTE działają w trybie liniowym, nie mają czasu martwego i ograniczeń przesłuchów, nie mają powiązania z trybem Geigera, nie wymagają obwodów hartowania, mają ultra-wysokie zasięg dynamiczny, szeroki i dostrajany zasięg reakcji widmowej i mogą być niezależne optymalizowane w zakresie wydajności i fałszywej liczby. Otwiera nowe pole zastosowania obrazowania fotonu w podczerwieni, jest ważnym kierunkiem rozwoju urządzeń do liczenia fotonów i ma szerokie perspektywy zastosowania w obserwacji astronomicznej, komunikacji wolnej przestrzeni, obrazowaniu aktywnym i pasywnym, śledzeniu frędzli i tak dalej.
Zasada liczenia fotonów w urządzeniach HGCDTE APD
Urządzenia fotodetektora APD oparte na materiałach HGCDTE mogą obejmować szeroki zakres długości fali, a współczynniki jonizacji elektronów i otworów są bardzo różne (patrz rysunek 1 (a)). Wykazują one mechanizm mnożenia pojedynczego nośnika w obrębie długości fali odcięcia 1,3 ~ 11 µm. Prawie nie ma nadmiaru szumu (w porównaniu z nadmiernym współczynnikiem szumu FSI ~ 2-3 urządzeń SI APD i FIII-V ~ 4-5 urządzeń rodzinnych III-V (patrz ryc. 1 (b)), tak że stosunek sygnału do szumu urządzeń prawie nie spadał wraz ze wzrostem zysku, który jest idealnym podczerwień w podczerwieni, który jest idealnym podczerwień w podczerwieniFotodetektor lawinowy.
FIGA. 1 (a) Zależność między wpływem współczynnika współczynnika jonizacji wpływu materiału kadmu rtęciowego a składnikiem X CD; (b) Porównanie nadmiernego współczynnika hałasu F urządzeń APD z różnymi systemami materiałowymi
Technologia zliczania fotonów to nowa technologia, która może cyfrowo wyodrębniać sygnały optyczne z szumu termicznego poprzez rozwiązanie impulsów fotoelektronowych wygenerowanych przezfotodetektorPo otrzymaniu jednego fotonu. Ponieważ sygnał o słabym świetle jest bardziej rozproszony w dziedzinie czasu, wyjście sygnału elektrycznego przez detektor jest również naturalne i dyskretne. Zgodnie z tą cechą słabego światła wzmocnienie impulsu, dyskryminacja impulsu i techniki liczenia cyfrowego są zwykle stosowane do wykrywania wyjątkowo słabego światła. Nowoczesna technologia zliczania fotonów ma wiele zalet, takich jak wysoki stosunek sygnału do szumu, wysoka dyskryminacja, wysoka dokładność pomiaru, dobra antydrift, dobra stabilność czasu i może wyjść dane do komputera w postaci sygnału cyfrowego do późniejszej analizy i przetwarzania, co jest nierówne przez inne metody wykrywania. Obecnie system zliczania fotonów był szeroko stosowany w dziedzinie pomiaru przemysłowego i wykrywania niskiego światła, takiego jak nieliniowa optyka, biologia molekularna, spektroskopia ultra-wysokiej rozdzielczości, fotometria astronomiczna, pomiar zanieczyszczenia atmosferycznego itp., Które są związane z akwizycją i wykrywaniem słabych światła. Fotodetektor lawinowy kadmu rtęci Telluride nie ma prawie nadmiaru szumu, wraz ze wzrostem wzmocnienia, stosunek sygnału do szumu nie rozkłada się, a w przyszłości nie ma ograniczeń martwych i post-puls.
Czas po: 14-2025