හැඳින්වීම, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ වර්ගයේ රේඛීය හිම කුණාටු ඡායා අනාවරකය

හැඳින්වීම, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ වර්ගයරේඛීය හිම කුණාටු ඡායා අනාවරකය

ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණයට ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල කියවීමේ ශබ්දය ජය ගැනීම සඳහා ෆෝටෝන සංඥාව සම්පූර්ණයෙන්ම විස්තාරණය කළ හැකි අතර, දුර්වල ආලෝක විකිරණය යටතේ අනාවරක ප්‍රතිදාන විද්‍යුත් සංඥාවේ ස්වාභාවික විවික්ත ලක්ෂණ භාවිතා කිරීමෙන් නිශ්චිත කාලයක් තුළ අනාවරකය මඟින් ප්‍රතිදානය කරන ෆෝටෝන ගණන වාර්තා කළ හැකි අතර, ෆෝටෝන මීටරයේ අගය අනුව මනින ලද ඉලක්කයේ තොරතුරු ගණනය කළ හැකිය. අතිශයින් දුර්වල ආලෝක අනාවරණය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, විවිධ රටවල ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ හැකියාව ඇති විවිධ වර්ගයේ උපකරණ අධ්‍යයනය කර ඇත. ඝන තත්වයේ හිම කුණාටු ෆොටෝඩයෝඩයක් (APD ෆොටෝඩෙටෙක්ටරය) යනු ආලෝක සංඥා හඳුනා ගැනීම සඳහා අභ්‍යන්තර ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ආචරණය භාවිතා කරන උපකරණයකි. රික්ත උපාංග හා සසඳන විට, ඝන-තත්ව උපාංගවලට ප්‍රතිචාර වේගය, අඳුරු ගණන, බල පරිභෝජනය, පරිමාව සහ චුම්භක ක්ෂේත්‍ර සංවේදීතාව යනාදියෙහි පැහැදිලි වාසි ඇත. විද්‍යාඥයින් ඝන-තත්ව APD ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපකරණ තාක්ෂණය මත පදනම්ව පර්යේෂණ සිදු කර ඇත.

APD ෆොටෝ අනාවරක උපාංගයගයිගර් මාදිලිය (GM) සහ රේඛීය මාදිලිය (LM) වැඩ කරන ආකාර දෙකක් ඇත, වත්මන් APD ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපකරණ තාක්ෂණය ප්‍රධාන වශයෙන් ගයිගර් මාදිලියේ APD උපාංගය භාවිතා කරයි. ගයිගර් මාදිලියේ APD උපාංග තනි ෆෝටෝන මට්ටමින් ඉහළ සංවේදීතාවයක් සහ ඉහළ කාල නිරවද්‍යතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා නැනෝ තත්පර දස ගණනක ඉහළ ප්‍රතිචාර වේගයක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, ගයිගර් මාදිලියේ APD අනාවරක මළ කාලය, අඩු හඳුනාගැනීමේ කාර්යක්ෂමතාව, විශාල දෘශ්‍ය හරස්පද සහ අඩු අවකාශීය විභේදනය වැනි ගැටළු කිහිපයක් ඇත, එබැවින් ඉහළ හඳුනාගැනීමේ අනුපාතය සහ අඩු ව්‍යාජ අනතුරු ඇඟවීමේ අනුපාතය අතර පරස්පරතාව ප්‍රශස්ත කිරීම දුෂ්කර ය. ආසන්න-ශබ්ද රහිත ඉහළ-ලාභ HgCdTe APD උපාංග මත පදනම් වූ ෆෝටෝන කවුන්ටර රේඛීය ආකාරයෙන් ක්‍රියාත්මක වේ, මළ කාලය සහ හරස්කඩ සීමාවන් නොමැත, ගයිගර් මාදිලිය හා සම්බන්ධ පශ්චාත්-ස්පන්දයක් නොමැත, නිවාදැමීමේ පරිපථ අවශ්‍ය නොවේ, අතිශය ඉහළ ගතික පරාසයක්, පුළුල් සහ සුසර කළ හැකි වර්ණාවලි ප්‍රතිචාර පරාසයක් ඇති අතර හඳුනාගැනීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ ව්‍යාජ ගණන් කිරීමේ අනුපාතය සඳහා ස්වාධීනව ප්‍රශස්තිකරණය කළ හැකිය. එය අධෝරක්ත ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපකරණයේ නව යෙදුම් ක්ෂේත්‍රයක් විවෘත කරයි, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ උපාංගවල වැදගත් සංවර්ධන දිශාවක් වන අතර තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණ, නිදහස් අවකාශ සන්නිවේදනය, ක්‍රියාකාරී සහ නිෂ්ක්‍රීය රූපකරණය, මායිම් ලුහුබැඳීම යනාදියෙහි පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත.

HgCdTe APD උපාංගවල ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ මූලධර්මය

HgCdTe ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ APD ප්‍රභා අනාවරක උපාංගවලට පුළුල් පරාසයක තරංග ආයාම ආවරණය කළ හැකි අතර, ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ සිදුරුවල අයනීකරණ සංගුණක බෙහෙවින් වෙනස් වේ (රූපය 1 (a) බලන්න). ඒවා 1.3~11 µm ක කැපුම් තරංග ආයාමය තුළ තනි වාහක ගුණ කිරීමේ යාන්ත්‍රණයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි. අතිරික්ත ශබ්දයක් පාහේ නොමැත (Si APD උපාංගවල අතිරික්ත ශබ්ද සාධකය FSi~2-3 සහ III-V පවුලේ උපාංගවල FIII-V~4-5 සමඟ සසඳන විට (රූපය 1 (b) බලන්න), එබැවින් උපාංගවල සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය ලාභයේ වැඩිවීමත් සමඟ පාහේ අඩු නොවේ, එය කදිම අධෝරක්තයකි.හිම කුණාටු ප්‍රභා අනාවරකය.

රූපය 1 (අ) රසදිය කැඩ්මියම් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍යයේ බලපෑම් අයනීකරණ සංගුණක අනුපාතය සහ Cd හි x සංරචකය අතර සම්බන්ධතාවය; (ආ) විවිධ ද්‍රව්‍ය පද්ධති සමඟ APD උපාංගවල අතිරික්ත ශබ්ද සාධකය F සංසන්දනය කිරීම

ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණය යනු තාප ශබ්දයෙන් දෘශ්‍ය සංඥා ඩිජිටල් ලෙස නිරාකරණය කළ හැකි නව තාක්‍ෂණයකි.ප්‍රකාශ අනාවරකයතනි ෆෝටෝනයක් ලැබීමෙන් පසු. අඩු ආලෝක සංඥාව කාල ක්ෂේත්‍රය තුළ වඩාත් විසිරී ඇති බැවින්, අනාවරකය මඟින් විද්‍යුත් සංඥා ප්‍රතිදානය ද ස්වාභාවික සහ විවික්ත වේ. දුර්වල ආලෝකයේ මෙම ලක්ෂණයට අනුව, ස්පන්දන විස්තාරණය, ස්පන්දන වෙනස්කම් කිරීම සහ ඩිජිටල් ගණන් කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම සාමාන්‍යයෙන් අතිශයින් දුර්වල ආලෝකය හඳුනා ගැනීමට භාවිතා කරයි. නවීන ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණයට ඉහළ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය, ඉහළ වෙනස්කම් කිරීම, ඉහළ මිනුම් නිරවද්‍යතාවය, හොඳ ප්‍රති-ප්ලාවිතය, හොඳ කාල ස්ථායිතාව වැනි බොහෝ වාසි ඇති අතර, පසුව විශ්ලේෂණය සහ සැකසීම සඳහා ඩිජිටල් සංඥා ආකාරයෙන් පරිගණකයට දත්ත ප්‍රතිදානය කළ හැකි අතර, එය අනෙකුත් හඳුනාගැනීමේ ක්‍රම මගින් අසමසම වේ. වර්තමානයේ, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ පද්ධතිය කාර්මික මිනුම් සහ අඩු ආලෝක හඳුනාගැනීමේ ක්ෂේත්‍රයේ බහුලව භාවිතා වී ඇත, එනම් රේඛීය නොවන දෘෂ්ටි විද්‍යාව, අණුක ජීව විද්‍යාව, අතිශය ඉහළ විභේදන වර්ණාවලීක්ෂය, තාරකා විද්‍යාත්මක ප්‍රකාශමිතිය, වායුගෝලීය දූෂණ මිනුම් යනාදිය, දුර්වල ආලෝක සංඥා අත්පත් කර ගැනීම සහ අනාවරණය කිරීම හා සම්බන්ධ වේ. රසදිය කැඩ්මියම් ටෙලුරයිඩ් හිම කුණාටු ෆොටෝඩෙටෙක්ටරයට අතිරික්ත ශබ්දයක් නොමැති තරම්ය, ලාභය වැඩි වන විට, සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය ක්ෂය නොවේ, සහ ගයිගර් හිම කුණාටු උපාංගවලට අදාළව මිය ගිය කාලය සහ පසු ස්පන්දන සීමාවක් නොමැත, එය ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේදී යෙදීම සඳහා ඉතා සුදුසු වන අතර අනාගතයේදී ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ උපාංගවල වැදගත් සංවර්ධන දිශාවකි.