Inleiding, type foton tellenlineaire lawine fotodetector
Fotonen tellende technologie kan het fotonensignaal volledig versterken om de uitleesgeluid van elektronische apparaten te overwinnen en het aantal fotonenuitvoer door de detector in een bepaalde periode vast te leggen door de natuurlijke afzonderlijke kenmerken van het elektrische signaal van de detectoruitvoer onder zwakke lichtstraling te gebruiken en de informatie van het gemeten doel te berekenen volgens de waarde van de fotoneter. Om een extreem zwakke lichtdetectie te realiseren, zijn in verschillende landen veel verschillende soorten instrumenten met fotondetectievermogen bestudeerd. Een solid -state lawine fotodiode (APD -fotodetector) is een apparaat dat het interne foto -elektrische effect gebruikt ToDetect -lichtsignalen. In vergelijking met vacuümapparaten hebben vaste toestandsapparaten duidelijke voordelen in reactiesnelheid, donkere telling, stroomverbruik, volume en magnetische veldgevoeligheid, enz. Wetenschappers hebben onderzoek uitgevoerd op basis van APD-foton tellende beeldvormingstechnologie voor vaste toestand.
APD Photodetector -apparaatheeft Geiger Mode (GM) en Linear Mode (LM) Twee werkmodi, de huidige APD -foton tellen beeldvormingstechnologie maakt voornamelijk gebruik van Geiger Mode APD -apparaat. Geiger -modus APD -apparaten hebben een hoge gevoeligheid op het niveau van enkele foton en hoge responssnelheid van tientallen nanoseconden om de hoge tijd nauwkeurigheid te verkrijgen. Geiger -modus APD heeft echter enkele problemen, zoals de dode tijd van de detector, lage detectie -efficiëntie, groot optisch kruiswoordraadsel en lage ruimtelijke resolutie, dus het is moeilijk om de tegenstelling tussen hoge detectiesnelheid en een lage valse alarmsnelheid te optimaliseren. Foton-tellers gebaseerd op bijna niet-onbetwistbare HGCDTE APD-apparaten werken in de lineaire modus, hebben geen dode tijd en overspraakbeperkingen, hebben geen post-puls geassocieerd met de geiger-modus, vereisen geen quench-circuits, hebben geen ultra-hoog dynamisch bereik, brede en instelbare spectrale responsbereik en kan onafhankelijk worden geoptimaliseerd voor detectie-efficiëntie en foutsnelheid. Het opent een nieuw applicatieveld van infraroodfotonen tellende beeldvorming, is een belangrijke ontwikkelingsrichting van fotonentellingsapparaten en heeft brede toepassingsperspectieven in astronomische observatie, vrije ruimtecommunicatie, actieve en passieve beeldvorming, franje tracking, enzovoort.
Principe van fotonen tellen in HGCDTE APD -apparaten
APD -fotodetector -apparaten op basis van HGCDTE -materialen kunnen een breed scala aan golflengten bedekken, en de ionisatiecoëfficiënten van elektronen en gaten zijn heel verschillend (zie figuur 1 (a)). Ze vertonen een enkel carrier vermenigvuldigingsmechanisme binnen de afsluitgolflengte van 1,3 ~ 11 µm. Er is bijna geen overtollige ruis (vergeleken met de overtollige ruisfactor FSI ~ 2-3 van Si APD-apparaten en FIII-V ~ 4-5 van III-V familieapparaten (zie figuur 1 (b)), zodat de signaal-ruisverhouding van de apparaten bijna niet afneemt met de toename van de winst, die een ideale infrared is, die een ideale infrared is, die een ideale infrared is, die een ideale infrarood is,lawine fotodetector.
Fig. 1 (a) relatie tussen de impact ionisatiecoëfficiëntverhouding van kwikcadmium telluride -materiaal en component X van CD; (b) Vergelijking van overtollige ruisfactor F van APD -apparaten met verschillende materiaalsystemen
Fotonen tellen technologie is een nieuwe technologie die optische signalen digitaal kan extraheren uit thermische ruis door de foto -elektronenpulsen te oplossen die worden gegenereerd door eenfotodetectorNa het ontvangen van een enkel foton. Omdat het signaal met weinig licht meer verspreid is in het tijdsdomein, is de elektrische signaaluitgang door de detector ook natuurlijk en discreet. Volgens dit kenmerk van zwak licht worden pulsamplificatie, pulsdiscriminatie en digitale teltechnieken meestal gebruikt om extreem zwak licht te detecteren. Moderne fotonentellingstechnologie heeft veel voordelen, zoals een hoge signaal-ruisverhouding, hoge discriminatie, hoge meetnauwkeurigheid, goede anti-drift, goede tijdstabiliteit en kan gegevens naar de computer uitvoeren in de vorm van digitaal signaal voor daaropvolgende analyse en verwerking, die wordt ongeëvenaard door andere detectiemethoden. Momenteel is het fotonentelsysteem op grote schaal gebruikt op het gebied van industriële meting en detectie met weinig licht, zoals niet-lineaire optica, moleculaire biologie, ultra-hoge resolutie spectroscopie, astronomische fotometrie, atmosferische vervuilingsmeting, enz., Die verband houden met de verwerving en detectie van zwakke lichtsignalen. De Mercury Cadmium Telluride Avalanche Photodetector heeft bijna geen overtollige ruis, naarmate de winst toeneemt, de signaal-ruisverhouding niet vervalt en er is geen dode tijd en post-puls beperking gerelateerd aan Geiger Avalanche-apparaten, die zeer geschikt is voor toepassing in foton tellen en is een belangrijke ontwikkelingsrichting van fotokrichting in de toekomst.
Posttijd: Jan-14-2025