ການນໍາສະເຫນີ, ປະເພດການນັບ photonເຄື່ອງກວດຈັບພາບ avalanche ເສັ້ນຊື່
ເທກໂນໂລຍີການນັບ photon ສາມາດຂະຫຍາຍສັນຍານ photon ຢ່າງສົມບູນເພື່ອເອົາຊະນະສິ່ງລົບກວນການອ່ານອອກຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະບັນທຶກຈໍານວນ photons ຜົນຜະລິດຂອງເຄື່ອງກວດຈັບໃນໄລຍະເວລາໃດຫນຶ່ງໂດຍການນໍາໃຊ້ລັກສະນະທີ່ແຕກຕ່າງກັນທໍາມະຊາດຂອງເຄື່ອງກວດຈັບສັນຍານໄຟຟ້າພາຍໃຕ້ການ irradiation ແສງສະຫວ່າງອ່ອນແອ. , ແລະການຄິດໄລ່ຂໍ້ມູນຂອງເປົ້າຫມາຍການວັດແທກຕາມມູນຄ່າຂອງ photon meter ໄດ້. ເພື່ອຮັບຮູ້ການກວດຈັບແສງທີ່ອ່ອນແອທີ່ສຸດ, ເຄື່ອງມືຫຼາຍປະເພດທີ່ມີຄວາມສາມາດກວດຈັບ photon ໄດ້ຖືກສຶກສາຢູ່ໃນປະເທດຕ່າງໆ. ໂຟໂຕດິໂອດ avalanche ລັດແຂງ (ເຄື່ອງກວດຈັບພາບ APD) ເປັນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຜົນກະທົບ photoelectric ພາຍໃນເພື່ອກວດພົບສັນຍານແສງສະຫວ່າງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນສູນຍາກາດ, ອຸປະກອນລັດແຂງມີຂໍ້ດີທີ່ຊັດເຈນໃນຄວາມໄວຕອບສະຫນອງ, ການນັບຊ້ໍາ, ການໃຊ້ພະລັງງານ, ປະລິມານແລະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ແລະອື່ນໆ.
ອຸປະກອນກວດຈັບພາບ APDມີໂຫມດ Geiger (GM) ແລະຮູບແບບເສັ້ນ (LM) ສອງໂຫມດເຮັດວຽກ, ເຕັກໂນໂລຢີການນັບ photon APD ໃນປະຈຸບັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ອຸປະກອນ Geiger mode APD. ອຸປະກອນ Geiger mode APD ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງໃນລະດັບຂອງ photon ດຽວແລະຄວາມໄວຕອບສະຫນອງສູງຂອງສິບ nanoseconds ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເວລາສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, Geiger mode APD ມີບັນຫາບາງຢ່າງເຊັ່ນ: ເວລາຕາຍຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ, ປະສິດທິພາບການຊອກຄົ້ນຫາຕ່ໍາ, optical crossword ຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະຄວາມລະອຽດທາງກວ້າງຂອງພື້ນທີ່ຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນມັນຍາກທີ່ຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມຂັດແຍ້ງລະຫວ່າງອັດຕາການກວດພົບສູງແລະອັດຕາການເຕືອນໄພຕ່ໍາ. ເຄົາເຕີໂຟຕອນໂດຍອີງໃສ່ອຸປະກອນ HgCdTe APD ທີ່ມີກໍາໄລສູງທີ່ບໍ່ມີສຽງຢູ່ໃກ້ບໍ່ມີສຽງດັງເຮັດວຽກຢູ່ໃນຮູບແບບເສັ້ນ, ບໍ່ມີເວລາຕາຍແລະຂໍ້ຈໍາກັດຂອງ crosstalk, ບໍ່ມີ post-pulse ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຫມດ Geiger, ບໍ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວົງຈອນ quench, ມີລະດັບການເຄື່ອນທີ່ສູງ, ກວ້າງ. ແລະລະດັບການຕອບສະ ໜອງ spectral ທີ່ສາມາດປັບໄດ້, ແລະສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ຢ່າງເປັນອິດສະຫຼະເພື່ອປະສິດທິພາບການຊອກຄົ້ນຫາແລະອັດຕາການນັບທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ. ມັນເປີດພາກສະຫນາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຫມ່ຂອງຮູບພາບການນັບ photon infrared, ເປັນທິດທາງການພັດທະນາທີ່ສໍາຄັນຂອງອຸປະກອນການນັບ photon, ແລະມີຄວາມສົດໃສດ້ານຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການສັງເກດການດາລາສາດ, ການສື່ສານຊ່ອງຫວ່າງ, ການຖ່າຍຮູບການເຄື່ອນໄຫວແລະຕົວຕັ້ງຕົວຕີ, ການຕິດຕາມ fringe ແລະອື່ນໆ.
ຫຼັກການນັບ photon ໃນອຸປະກອນ HgCdTe APD
APD photodetector ອຸປະກອນໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸ HgCdTe ສາມາດກວມເອົາລະດັບຄວາມກວ້າງຂອງຄວາມຍາວຄື່ນ, ແລະຄ່າສໍາປະສິດ ionization ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະຮູແມ່ນແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ (ເບິ່ງຮູບ 1 (a)). ພວກມັນສະແດງກົນໄກການຄູນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການດຽວພາຍໃນຄວາມຍາວຄື່ນຕັດຂອງ 1.3 ~ 11 µm. ເກືອບບໍ່ມີສິ່ງລົບກວນເກີນ (ເມື່ອປຽບທຽບກັບປັດໃຈສຽງເກີນ FSi~2-3 ຂອງອຸປະກອນ Si APD ແລະ FIII-V~4-5 ຂອງອຸປະກອນຄອບຄົວ III-V (ເບິ່ງຮູບ 1 (b)), ດັ່ງນັ້ນສັນຍານ- ອັດຕາສ່ວນກັບສຽງລົບກວນຂອງອຸປະກອນເກືອບຈະບໍ່ຫຼຸດລົງກັບການເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນ infrared ທີ່ເຫມາະສົມ.ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຫິມະ avalanche.
ຮູບ. 1 (a) ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງອັດຕາຄ່າສໍາປະສິດ ionization ຜົນກະທົບຂອງວັດສະດຸ mercury cadmium telluride ແລະອົງປະກອບ x ຂອງ Cd; (b) ການປຽບທຽບປັດໄຈສຽງລົບກວນເກີນ F ຂອງອຸປະກອນ APD ກັບລະບົບວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ
ເທກໂນໂລຍີການນັບ Photon ເປັນເທັກໂນໂລຢີໃໝ່ທີ່ສາມາດເອົາສັນຍານ optical ອອກມາຈາກສຽງຄວາມຮ້ອນໄດ້ໂດຍການແກ້ໄຂການກຳມະຈອນຂອງ photoelectron ທີ່ຜະລິດໂດຍ a.ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຫຼັງຈາກໄດ້ຮັບ photon ດຽວ. ນັບຕັ້ງແຕ່ສັນຍານແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາແມ່ນກະແຈກກະຈາຍຫຼາຍຂຶ້ນໃນໂດເມນທີ່ໃຊ້ເວລາ, ສັນຍານໄຟຟ້າທີ່ອອກໂດຍເຄື່ອງກວດຈັບແມ່ນທໍາມະຊາດແລະ discrete. ອີງຕາມຄຸນລັກສະນະຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ອ່ອນແອນີ້, ການຂະຫຍາຍກໍາມະຈອນ, ການຈໍາແນກກໍາມະຈອນແລະເຕັກນິກການນັບດິຈິຕອນມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດພົບແສງສະຫວ່າງທີ່ອ່ອນແອທີ່ສຸດ. ເທກໂນໂລຍີການນັບ photon ທີ່ທັນສະໄຫມມີຂໍ້ດີຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງສູງ, ການຈໍາແນກສູງ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກສູງ, ຕ້ານການ drift ທີ່ດີ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງເວລາທີ່ດີ, ແລະສາມາດສົ່ງຂໍ້ມູນກັບຄອມພິວເຕີໃນຮູບແບບຂອງສັນຍານດິຈິຕອນໃນການວິເຄາະຕໍ່ໄປ. ແລະການປຸງແຕ່ງ, ທີ່ບໍ່ມີທີ່ກົງກັນຂ້າມໂດຍວິທີການກວດສອບອື່ນໆ. ໃນປັດຈຸບັນ, ລະບົບການນັບ photon ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂົງເຂດການວັດແທກອຸດສາຫະກໍາແລະການກວດສອບແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ, ເຊັ່ນ optics nonlinear, ຊີວະສາດໂມເລກຸນ, spectroscopy ຄວາມລະອຽດສູງ ultra-high, photometry ດາລາສາດ, ການວັດແທກມົນລະພິດໃນບັນຍາກາດ, ແລະອື່ນໆ, ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ການໄດ້ມາແລະການກວດພົບຂອງສັນຍານແສງສະຫວ່າງອ່ອນແອ. ເຄື່ອງກວດຈັບ mercury cadmium telluride avalanche photodetector ເກືອບບໍ່ມີສິ່ງລົບກວນເກີນ, ເນື່ອງຈາກການເພີ່ມຂຶ້ນ, ອັດຕາສ່ວນຂອງສັນຍານຕໍ່ສຽງລົບກວນບໍ່ເສື່ອມໂຊມ, ແລະບໍ່ມີເວລາຕາຍແລະຂໍ້ຈໍາກັດຫຼັງຈາກກໍາມະຈອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸປະກອນ Geiger avalanche, ເຊິ່ງເຫມາະສົມສໍາລັບການ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນການນັບ photon, ແລະເປັນທິດທາງການພັດທະນາທີ່ສໍາຄັນຂອງອຸປະກອນການນັບ photon ໃນອະນາຄົດ.
ເວລາປະກາດ: 14-01-2025