Introduktion, fotonräkningstyplinjär lavinfotodetektor
Photon Counting Technology kan fullständigt förstärka fotonsignalen för att övervinna avläsningsljudet från elektroniska enheter och registrera antalet fotonutmatning av detektorn under en viss tid genom att använda de naturliga diskreta egenskaperna hos detektorutgången elektrisk signal under svag ljusbestrålning och beräkna informationen för det uppmätta målet enligt värdet på fotonmätaren. För att realisera extremt svag ljusdetektering har många olika typer av instrument med fotondetekteringsförmåga studerats i olika länder. En fast tillstånd lavinfotodiode (APD -fotodetektor) är en enhet som använder den interna fotoelektriska effekten som todetekterar ljussignaler. Jämfört med vakuumanordningar har fast tillståndsanordningar uppenbara fördelar i svarshastighet, mörk räkning, kraftförbrukning, volym och magnetfältkänslighet osv. Forskare har genomfört forskning baserat på fast tillstånd APD-fotonräkningsteknik.
APD -fotodetektoranordningHar Geiger Mode (GM) och Linear Mode (LM) Två arbetslägen, den nuvarande APD -fotonräkningstekniken använder huvudsakligen Geiger Mode APD -enhet. Geiger -läge APD -enheter har hög känslighet vid nivån för enstaka foton och hög svarshastighet för tiotals nanosekunder för att få hög tidsnoggrannhet. Geiger -läge APD har emellertid vissa problem som detektor dödtid, låg detekteringseffektivitet, stort optiskt korsord och låg rumslig upplösning, så det är svårt att optimera motsägelsen mellan hög detekteringsgrad och låg falsk larmhastighet. Fotonräknare baserade på nästan noiseless högförstärkning av HGCDTE APD-enheter fungerar i linjärt läge, har ingen död tid och övergångsbegränsningar, har inget post-puls associerat med geiger-läge, kräver inte kylkretsar, har ultrahög dynamisk intervall, brett och inställbart spektralresponsintervall och kan vara oberoende optimala för det att det är det för det att det är det för det att det är fristående. Det öppnar upp ett nytt applikationsfält för infraröd fotonräkning avbildning, är en viktig utvecklingsriktning för fotonräkningsanordningar och har breda tillämpningsmöjligheter inom astronomisk observation, kommunikation med fri utrymme, aktiv och passiv avbildning, fransspårning och så vidare.
Princip för fotonräkning i HGCDTE APD -enheter
APD -fotodetektorenheter baserade på HGCDTE -material kan täcka ett brett spektrum av våglängder, och joniseringskoefficienterna för elektroner och hål är mycket olika (se figur 1 (a)). De uppvisar en enda multiplikationsmekanism för bärare inom avgränsningsvåglängden 1,3 ~ 11 um. Det finns nästan inget överskottsbuller (jämfört med överskottet av brusfaktor FSI ~ 2-3 av Si APD-enheter och fiii-V ~ 4-5 av III-V-familjeanordningar (se figur 1 (b)), så att signal-till-brusförhållandet för enheterna nästan inte minskar med ökningen av förstärkningen, vilket är en idealisk infrarediglavinfotodetektor.
FIKON. 1 (a) Förhållandet mellan påverkan joniseringskoefficientförhållandet mellan kvicksilver kadmium telluridmaterial och komponent x av Cd; (b) Jämförelse av överskott av brusfaktor F för APD -enheter med olika materialsystem
Photon Counting Technology är en ny teknik som kan digitalt extrahera optiska signaler från termiskt brus genom att lösa fotoelektronpulserna som genereras av enfotodetektorEfter att ha fått en enda foton. Eftersom signalen med svagt ljus är mer spridd i tidsdomänen är detektorns elektriska signal också naturlig och diskret. Enligt detta kännetecken för svagt ljus används vanligtvis pulsförstärkning, pulsdiskriminering och digitala räkningstekniker för att upptäcka extremt svagt ljus. Modern fotonräkningsteknik har många fördelar, såsom högt signal-till-brusförhållande, hög diskriminering, hög mätnoggrannhet, god anti-drift, god tidsstabilitet och kan mata ut data till datorn i form av digital signal för efterföljande analys och bearbetning, som är oöverträffad av andra detekteringsmetoder. För närvarande har fotonräkningssystemet använts i stor utsträckning inom området industriell mätning och detektering med svagt ljus, såsom olinjär optik, molekylärbiologi, ultralös upplösning spektroskopi, astronomisk fotometri, atmosfärisk föroreningsmätning, etc. som är relaterade till förvärv och detektering av svaga ljussignaler. Mercury Cadmium Telluride Avalanche Photodetector har nästan inget överskott av brus, eftersom förstärkningen ökar, signal-till-brusförhållandet förfaller inte, och det finns ingen död tid och efterpuls begränsning relaterad till Geiger Avalanche-enheter, som är mycket lämpliga för tillämpning i fotonräkning och är en viktig utvecklingsrekvention för foton.
Inläggstid: jan-14-2025