Pasiuna, klase sa pag-ihap sa photonlinear avalanche photodetector
Ang teknolohiya sa pag-ihap sa photon hingpit nga makapadako sa signal sa photon aron mabuntog ang kasaba sa pagbasa sa mga elektronik nga aparato, ug marekord ang gidaghanon sa mga photon nga gipagawas sa detector sa usa ka piho nga yugto sa panahon pinaagi sa paggamit sa natural nga discrete nga mga kinaiya sa output sa electrical signal sa detector ubos sa huyang nga pag-irradiasyon sa kahayag, ug makalkulo ang impormasyon sa gisukod nga target sumala sa kantidad sa photon meter. Aron makab-ot ang hilabihan ka huyang nga pag-ila sa kahayag, daghang lainlaing mga klase sa instrumento nga adunay kapabilidad sa pag-ila sa photon ang gitun-an sa lainlaing mga nasud. Usa ka solid state avalanche photodiode (Detektor sa litrato sa APD) usa ka aparato nga naggamit sa internal photoelectric effect aron makamatikod sa mga signal sa kahayag. Kung itandi sa mga vacuum device, ang mga solid-state device adunay klaro nga mga bentaha sa katulin sa pagtubag, dark count, konsumo sa kuryente, volume ug magnetic field sensitivity, ug uban pa. Ang mga siyentista nagpahigayon og panukiduki base sa solid-state APD photon counting imaging technology.
Aparato sa photodetector sa APDAng Geiger mode (GM) ug linear mode (LM) adunay duha ka working mode, ang kasamtangang teknolohiya sa APD photon counting imaging naggamit sa Geiger mode APD device. Ang Geiger mode APD device adunay taas nga sensitivity sa lebel sa single photon ug taas nga response speed nga napulo ka nanoseconds aron makakuha og taas nga time accuracy. Bisan pa, ang Geiger mode APD adunay pipila ka mga problema sama sa detector dead time, ubos nga detection efficiency, dako nga optical crossword ug ubos nga spatial resolution, busa lisud ang pag-optimize sa kontradiksyon tali sa taas nga detection rate ug ubos nga false alarm rate. Ang mga photon counter nga gibase sa near-noiseless high-gain HgCdTe APD device naglihok sa linear mode, walay dead time ug crosstalk restrictions, walay post-pulse nga nalangkit sa Geiger mode, dili magkinahanglan og quench circuits, adunay ultra-high dynamic range, lapad ug tunable spectral response range, ug mahimong independente nga ma-optimize alang sa detection efficiency ug false count rate. Nagbukas kini og bag-ong natad sa aplikasyon sa infrared photon counting imaging, usa ka importanteng direksyon sa pag-uswag sa mga photon counting device, ug adunay lapad nga mga palaaboton sa aplikasyon sa astronomical observation, free space communication, active ug passive imaging, fringe tracking ug uban pa.
Prinsipyo sa pag-ihap sa photon sa mga aparato sa HgCdTe APD
Ang mga APD photodetector device nga gibase sa mga materyales nga HgCdTe makatabon sa lain-laing mga wavelength, ug ang mga ionization coefficients sa mga electron ug hole lahi kaayo (tan-awa ang Figure 1 (a)). Nagpakita sila og usa ka mekanismo sa pagpadaghan sa carrier sulod sa cut-off wavelength nga 1.3~11 µm. Halos walay sobra nga kasaba (kon itandi sa sobra nga noise factor nga FSi~2-3 sa Si APD device ug FIII-V~4-5 sa III-V family device (tan-awa ang Figure 1 (b)), aron ang signal-to-noise ratio sa mga device halos dili mokunhod uban sa pagtaas sa gain, nga usa ka sulundon nga infrared.photodetector sa avalanche.
FIG. 1 (a) Relasyon tali sa impact ionization coefficient ratio sa mercury cadmium telluride nga materyal ug component x sa Cd; (b) Pagtandi sa excess noise factor F sa mga APD device nga adunay lain-laing mga sistema sa materyal
Ang teknolohiya sa pag-ihap sa photon usa ka bag-ong teknolohiya nga maka-digital nga makakuha og mga optical signal gikan sa thermal noise pinaagi sa pagsulbad sa mga photoelectron pulses nga namugna sa usa kaphotodetectorhuman makadawat og usa ka photon. Tungod kay ang low-light signal mas nagkatibulaag sa time domain, ang electrical signal nga gipagawas sa detector natural ug discrete usab. Sumala niining kinaiya sa huyang nga kahayag, ang pulse amplification, pulse discrimination ug digital counting techniques kasagarang gigamit aron makamatikod sa hilabihan ka huyang nga kahayag. Ang modernong teknolohiya sa photon counting adunay daghang bentaha, sama sa taas nga signal-to-noise ratio, taas nga discrimination, taas nga katukma sa pagsukod, maayo nga anti-drift, maayo nga time stability, ug maka-output og data sa computer sa porma sa digital signal para sa sunod nga pag-analisa ug pagproseso, nga wala’y kaparis sa ubang mga pamaagi sa pag-detect. Sa pagkakaron, ang photon counting system kaylap nga gigamit sa natad sa pagsukod sa industriya ug pag-detect sa low-light, sama sa nonlinear optics, molecular biology, ultra-high resolution spectroscopy, astronomical photometry, atmospheric pollution measurement, ug uban pa, nga may kalabutan sa pagkuha ug pag-detect sa huyang nga mga signal sa kahayag. Ang mercury cadmium telluride avalanche photodetector halos walay sobra nga kasaba, samtang motaas ang gain, ang signal-to-noise ratio dili madunot, ug walay dead time ug post-pulse restriction nga may kalabutan sa Geiger avalanche devices, nga angay kaayo alang sa aplikasyon sa photon counting, ug usa ka importante nga direksyon sa pag-uswag sa mga photon counting device sa umaabot.
Oras sa pag-post: Enero 14, 2025