Giriş, foton sanaýjy görnüşli çyzykly gar uçguny fotodetektory

Giriş, foton sanaýyş görnüşiçyzykly gar uçguny fotodetektory

Foton sanamak tehnologiýasy elektron enjamlaryň okalýan şowhunyny ýeňip geçmek üçin foton signalyny doly güýçlendirip bilýär we gowşak ýagtylyk şöhlelendirmesinde detektoryň çykyş elektrik signalynyň tebigy diskret häsiýetlerini ulanmak arkaly belli bir döwürde detektor tarapyndan çykarylýan fotonlaryň sanyny ýazyp alyp bilýär we foton ölçeýjisiniň gymmatyna görä ölçenen nyşanyň maglumatlaryny hasaplap bilýär. Aşa gowşak ýagtylygy anyklamak üçin dürli ýurtlarda foton anyklamak ukybyna eýe bolan dürli görnüşli gurallar öwrenildi. Gaty ýagdaýly uçgun fotodiody (APD fotodetektory) ýagtylyk signallaryny anyklamak üçin içki fotoelektrik effekti ulanýan enjamdyr. Wakuum enjamlary bilen deňeşdirilende, gaty ýagdaýly enjamlar jogap tizliginde, garaňkylyk sanynda, energiýa sarp edilişinde, göwrümde we magnit meýdanynyň duýgurlygynda we ş.m. aýdyň artykmaçlyklara eýedir. Alymlar gaty ýagdaýly APD foton hasaplama surat tehnologiýasyna esaslanyp ylmy barlag geçirdiler.

APD fotodetektor enjamyGeiger režimi (GM) we çyzykly režim (LM) iki iş režimine eýe bolan häzirki APD foton sanaýyş tehnologiýasy esasan Geiger režimi APD enjamyny ulanýar. Geiger režimi APD enjamlary ýeke foton derejesinde ýokary duýgurlyga we ýokary wagt takyklygyny almak üçin onlarça nanosekund ýokary jogap tizligine eýedir. Şeýle-de bolsa, Geiger režimi APD-de detektoryň ölü wagty, pes anyklaýyş netijeliligi, uly optiki krossword we pes giňişlik çözgüdi ýaly käbir kynçylyklar bar, şonuň üçin ýokary anyklaýyş tizligi bilen pes ýalan signal tizliginiň arasyndaky gapma-garşylygy optimizirlemek kyn. Taýýar sessiz ýokary girdejili HgCdTe APD enjamlaryna esaslanýan foton sanaýjylary çyzykly režimde işleýär, ölü wagt we özara gepleşik çäklendirmeleri ýok, Geiger režimi bilen baglanyşykly post-impuls ýok, söndüriş zynjyrlaryny talap etmeýär, örän ýokary dinamiki diapazona, giň we sazlanyp bilýän spektral jogap diapazonyna eýedir we anyklaýyş netijeliligi we ýalan sanaýyş tizligi üçin garaşsyz optimizirlenip bilner. Ol infragyzyl foton sanaýjy suratlaryň täze ulanylyş meýdanyny açýar, foton sanaýjy enjamlaryň möhüm ösüş ugry bolup durýar we astronomik gözegçilikde, erkin kosmos aragatnaşygynda, işjeň we passiw suratlarda, çetki yzarlamada we ş.m. giň ulanylyş mümkinçiliklerine eýedir.

HgCdTe APD enjamlarynda fotonlary sanamagyň prinsipi

HgCdTe materiallaryna esaslanýan APD fotodetektor enjamlary dürli tolkun uzynlyklaryny öz içine alyp bilýär we elektronlaryň we deşikleriň ionlaşma koeffisiýentleri örän tapawutlanýar (1-nji surat (a)-a serediň). Olar 1,3 ~ 11 µm kesiş tolkun uzynlygynda ýeke-täk daşaýjy köpeltme mehanizmini görkezýärler. Si APD enjamlarynyň artykmaç şowhun faktory FSi~2-3 we III-V maşgala enjamlarynyň FIII-V~4-5 bilen deňeşdirilende (1-nji surat (b)-a serediň), artykmaç şowhun ýok diýen ýaly, şonuň üçin enjamlaryň signal-şowhun gatnaşygy gazanç artmagy bilen diýen ýaly pese gaçmaýar, bu bolsa ideal infragyzyl şöhledir.gar uçguny fotodetektory.

1-nji SURAT (a) Simap kadmiý tellurid materialynyň täsir ionlaşma koeffisiýentiniň gatnaşygy bilen Cd-niň x komponentiniň arasyndaky baglanyşyk; (b) Dürli material ulgamlary bilen APD enjamlarynyň artykmaç şowhun faktory F-ni deňeşdirmek

Foton sanamak tehnologiýasy, fotoelektron impulslaryny çözüp, termal şowhundan optik signallary sanly usulda çykaryp bilýän täze tehnologiýadyr.fotodetektorbir fotony alandan soň. Pes ýagtylyk signaly wagt giňişliginde has köp ýaýranlygy sebäpli, detektoryň elektrik signalynyň çykyşy hem tebigy we diskretdir. Gowşak ýagtylygyň bu häsiýetine görä, impuls güýçlendirmesi, impuls tapawutlandyrmasy we sanly sanamak usullary adatça örän gowşak ýagtylygy anyklamak üçin ulanylýar. Häzirki zaman foton sanamak tehnologiýasynyň ýokary signal-şowhun gatnaşygy, ýokary tapawutlandyrma, ýokary ölçeg takyklygy, gowy antidrift, gowy wagt durnuklylygy ýaly köp artykmaçlyklary bar we maglumatlary kompýutere sanly signal görnüşinde soňraky seljerme we işläp taýýarlamak üçin çykaryp bilýär, bu bolsa beýleki anyklaýyş usullary bilen deňeşdirip bolmaýar. Häzirki wagtda foton sanamak ulgamy senagat ölçegleri we pes ýagtylygy anyklamak ulgamynda, mysal üçin, çyzykly däl optika, molekulýar biologiýa, örän ýokary çözgütli spektroskopiýa, astronomik fotometriýa, atmosferanyň hapalanmagyny ölçemek we ş.m. ýaly gowşak ýagtylyk signallaryny almak we anyklamak bilen baglanyşykly giňden ulanylýar. Simaply kadmiý telluridli gar uçguny fotodetektorynda artykmaç ses ýok diýen ýaly, güýçlendirme artýarka, signal-şowhun gatnaşygy pese gaçmaýar we Geiger gar uçguny enjamlary bilen baglanyşykly ölü wagt we impulsdan soňky çäklendirme ýok, bu bolsa foton sanamakda ulanmak üçin örän amatly we geljekde foton sanamak enjamlarynyň möhüm ösüş ugry bolup durýar.