හැඳින්වීම, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ වර්ගයරේඛීය avalanche photodetector
ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණයට ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල කියවීමේ ශබ්දය මඟහරවා ගැනීමට ෆෝටෝන සංඥාව සම්පූර්ණයෙන් විස්තාරණය කළ හැකි අතර දුර්වල ආලෝක ප්‍රකිරණය යටතේ අනාවරක ප්‍රතිදාන විද්‍යුත් සංඥාවේ ස්වාභාවික විවික්ත ලක්‍ෂණ භාවිතයෙන් නිශ්චිත කාල සීමාවක් තුළ අනාවරකය මඟින් ෆෝටෝන ප්‍රතිදාන ගණන වාර්තා කළ හැකිය. , සහ ෆෝටෝන මීටරයේ අගය අනුව මනින ලද ඉලක්කයේ තොරතුරු ගණනය කරන්න. අතිශයින්ම දුර්වල ආලෝකය හඳුනාගැනීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, ෆෝටෝන හඳුනාගැනීමේ හැකියාව ඇති විවිධ උපකරණ විවිධ රටවල අධ්‍යයනය කර ඇත. ඝන තත්වයේ හිම කුණාටු ෆොටෝඩයෝඩයක් (APD photodetector) යනු ආලෝක සංඥා හඳුනාගැනීම සඳහා අභ්‍යන්තර ඡායාරූප විද්‍යුත් ආචරණය භාවිතා කරන උපකරණයකි. රික්ත උපාංග සමඟ සසඳන විට, ඝන තත්ත්‍වයේ උපාංගවලට ප්‍රතිචාර වේගය, අඳුරු ගණන, බල පරිභෝජනය, පරිමාව සහ චුම්බක ක්ෂේත්‍ර සංවේදීතාව යනාදී වශයෙන් පැහැදිලි වාසි ඇත. විද්‍යාඥයන් ඝන-තත්‍ර APD ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපකරණ තාක්ෂණය මත පදනම්ව පර්යේෂණ සිදු කර ඇත.
APD photodetector උපාංගයගයිගර් මාදිලිය (GM) සහ රේඛීය මාදිලිය (LM) ක්‍රියාකාරී මාතයන් දෙකක් ඇත, වර්තමාන APD ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපකරණ තාක්ෂණය ප්‍රධාන වශයෙන් ගයිගර් මාදිලියේ APD උපාංගය භාවිතා කරයි. ගයිගර් මාදිලියේ APD උපාංගවල තනි ෆෝටෝන මට්ටමේ ඉහළ සංවේදීතාවයක් සහ ඉහළ කාල නිරවද්‍යතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා නැනෝ තත්පර දස ගණනක ඉහළ ප්‍රතිචාර වේගයක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, Geiger mode APD හි අනාවරක මිය ගිය 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 ප්‍රතිවිරෝධතාව ප්‍රශස්ත කිරීම අපහසුය. ආසන්න-ශබ්ද රහිත ඉහළ-ලාභ HgCdTe APD උපාංග මත පදනම් වූ ෆෝටෝන කවුන්ටර රේඛීය මාදිලියේ ක්‍රියා කරයි, මිය ගිය කාලය සහ හරස් ටෝක් සීමාවන් නොමැත, ගයිගර් මාදිලිය හා සම්බන්ධ පශ්චාත් ස්පන්දන නොමැත, නිවාදැමීමේ පරිපථ අවශ්‍ය නොවේ, අතිශය ඉහළ ගතික පරාසයක් ඇත, පුළුල් වේ සහ සුසර කළ හැකි වර්ණාවලි ප්‍රතිචාර පරාසය, සහ හඳුනාගැනීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ ව්‍යාජ ගණන් කිරීමේ අනුපාතය සඳහා ස්වාධීනව ප්‍රශස්ත කළ හැක. එය අධෝරක්ත ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ රූපයේ නව යෙදුම් ක්ෂේත්‍රයක් විවෘත කරයි, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ උපාංගවල වැදගත් සංවර්ධන දිශාවක් වන අතර තාරකා විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණ, නිදහස් අවකාශය සන්නිවේදනය, සක්‍රීය සහ නිෂ්ක්‍රීය රූපකරණය, ආන්තික ලුහුබැඳීම සහ යනාදියෙහි පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත.
HgCdTe APD උපාංගවල ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ මූලධර්මය
HgCdTe ද්රව්ය මත පදනම් වූ APD photodetector උපාංගවලට පුළුල් පරාසයක තරංග ආයාම ආවරණය කළ හැකි අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ කුහරවල අයනීකරණ සංගුණකය බෙහෙවින් වෙනස් වේ (රූපය 1 (a) බලන්න). ඒවා 1.3 ~ 11 µm ක කපා හැරීමේ තරංග ආයාමය තුළ තනි වාහක ගුණ කිරීමේ යාන්ත්‍රණයක් ප්‍රදර්ශනය කරයි. අතිරික්ත ශබ්දයක් නොමැති තරම්ය (Si APD උපාංගවල FSi~2-3 අතිරික්ත ශබ්ද සාධකය සහ III-V පවුලේ උපාංගවල FIII-V~4-5 සමඟ සසඳන විට (රූපය 1 (b) බලන්න), එම නිසා සංඥා- පරමාදර්ශී අධෝරක්ත කිරණ වන ලාභයේ වැඩිවීමත් සමඟ උපාංගවල ශබ්දයට අනුපාතය පාහේ අඩු නොවේavalanche photodetector.
රූපය. 1 (අ) රසදිය කැඩ්මියම් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍යයේ බලපෑම් අයනීකරණ සංගුණක අනුපාතය සහ සීඩී හි x සංරචක අතර සම්බන්ධතාවය; (b) විවිධ ද්රව්ය පද්ධති සමඟ APD උපාංගවල අතිරික්ත ශබ්ද සාධකය F සංසන්දනය කිරීම
ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණය යනු තාප ඝෝෂාවෙන් ජනනය වන ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන ස්පන්දන නිරාකරණය කිරීමෙන් ඩිජිටල් ලෙස දෘශ්‍ය සංඥා ලබා ගත හැකි නව තාක්‍ෂණයකි.photodetectorතනි ෆෝටෝනයක් ලැබීමෙන් පසු. අඩු ආලෝක සංඥාව කාල වසම තුළ වැඩි වශයෙන් විසිරී ඇති බැවින්, අනාවරකය මඟින් ලැබෙන විද්‍යුත් සංඥා ප්‍රතිදානය ද ස්වභාවික සහ විවික්ත වේ. දුර්වල ආලෝකයේ මෙම ලක්ෂණයට අනුව, අතිශය දුර්වල ආලෝකය හඳුනා ගැනීම සඳහා ස්පන්දන විස්තාරණය, ස්පන්දන වෙනස්කම් කිරීම සහ ඩිජිටල් ගණන් කිරීමේ ශිල්පීය ක්රම සාමාන්යයෙන් භාවිතා වේ. නවීන ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ තාක්ෂණයට ඉහළ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය, ඉහළ වෙනස්කම් කිරීම, ඉහළ මිනුම් නිරවද්‍යතාව, හොඳ ප්ලාවිත-ප්ලාවිතය, හොඳ කාල ස්ථායීතාව වැනි බොහෝ වාසි ඇත, සහ පසුකාලීන විශ්ලේෂණය සඳහා ඩිජිටල් සංඥා ආකාරයෙන් පරිගණකයට දත්ත ප්‍රතිදානය කළ හැකිය. සහ සැකසීම, වෙනත් හඳුනාගැනීමේ ක්රම මගින් අසමසම වේ. වර්තමානයේ, ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ පද්ධතිය කාර්මික මිනුම් සහ අඩු ආලෝක හඳුනාගැනීමේ ක්ෂේත්‍රයේ බහුලව භාවිතා වේ, එනම් රේඛීය නොවන දෘෂ්ටි විද්‍යාව, අණුක ජීව විද්‍යාව, අතිශය ඉහළ විභේදන වර්ණාවලීක්ෂය, තාරකා විද්‍යාත්මක ප්‍රකාශමිතිය, වායුගෝලීය දූෂණය මැනීම යනාදිය. දුර්වල ආලෝක සංඥා අත්පත් කර ගැනීම සහ හඳුනා ගැනීම සඳහා. රසදිය කැඩ්මියම් ටෙලුරයිඩ් අවලාන්ච් ෆොටෝඩෙටෙක්ටරයේ අතිරික්ත ශබ්දයක් නොමැති තරම්ය, ලාභය වැඩි වන විට, සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය දිරාපත් නොවන අතර, ගයිගර් avalanche උපාංගවලට අදාළ මිය ගිය කාලය සහ පශ්චාත් ස්පන්දන සීමාවක් නොමැත, එය ඉතා සුදුසු ය. ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ යෙදුම, සහ අනාගතයේදී ෆෝටෝන ගණන් කිරීමේ උපාංගවල වැදගත් සංවර්ධන දිශාවකි.
පසු කාලය: ජනවාරි-14-2025