Введение, тип подсчета фотоновЛинейный лавинный фотоприемник
Технология подсчета фотонов может полностью усилить сигнал фотона для преодоления шума считывания электронных устройств и записать количество фотонов, выведенных детектором в определенный период времени, используя естественные дискретные характеристики выходного электрического сигнала детектора при слабом световом излучении и рассчитывают информацию измеренной цели в соответствии со значением фотонового метра. Чтобы реализовать чрезвычайно слабое обнаружение света, в разных странах было изучено много различных видов инструментов с возможностью обнаружения фотонов. Твердотельный лавинный фотодиод (APD фотоприемник) - это устройство, которое использует внутренний фотоэлектрический эффект. По сравнению с вакуумными устройствами, твердотельные устройства имеют очевидные преимущества в скорости ответа, количестве темных, энергопотребления, чувствительности к объему и магнитному полю и т. Д. Ученые провели исследования, основанные на твердотельном APD-фотонах.
APD -фотоприемникИмеет два рабочего режима Geiger Mode (GM) и Linear Mode (LM), в текущей технологии изображений APD Photo Photon в основном используется устройство APD Geiger Mode. Устройства APD в режиме Geiger обладают высокой чувствительностью на уровне одно фотон и высокой скорости отклика десятков наносекунд, чтобы получить высокую точность времени. Тем не менее, Geiger Mode APD имеет некоторые проблемы, такие как мертвое время детектора, низкая эффективность обнаружения, большой оптический кроссворд и низкое пространственное разрешение, поэтому трудно оптимизировать противоречие между высокой скоростью обнаружения и низкой скоростью ложной тревоги. Фотонные счетчики, основанные на устройствах APD HGCDTE с высоким уровнем, не беспристрастными, не имеют мертвого времени и ограничений перекрестных помещений, не имеют пост-импульса, связанного с режимом Гейгера, не требуют цепей погашения, имеют ультра-высокий динамический диапазон, широкий и настраиваемый спектральный диапазон ответов и могут быть независимо оптимизированы для эффективности обнаружения и неверно. Он открывает новое поле применения инфракрасной визуализации с подсчетом фотонов, является важным направлением разработки устройств подсчета фотонов и имеет широкие перспективы применения в астрономическом наблюдении, общении свободного пространства, активной и пассивной визуализации, отслеживаемости бахромы и так далее.
Принцип подсчета фотонов на устройствах HGCDTE APD
Устройства APD фотоприемника на основе материалов HGCDTE могут охватывать широкий спектр длин волн, а коэффициенты ионизации электронов и отверстий очень разные (см. Рисунок 1 (а)). Они демонстрируют единый механизм умножения носителя в рамках длины волны отключения 1,3 ~ 11 мкм. Почти нет избыточного шума (по сравнению с FSI FSI ~ 2-3 устройств Si APD и Fiii-V ~ 4-5 семейных устройств III-V (см. Рисунок 1 (b)), так что отношение сигнал / шум почти не снижается с увеличением усиления, который является идеальным инфракраснымЛавинный фотоприемник.
ИНЖИР. 1 (a) Связь между соотношением коэффициента ионизации воздействия материала кадмия теллурида ртути и компонентом x CD; (б) Сравнение коэффициента избыточного шума F устройств APD с различными системами материала
Технология подсчета фотонов - это новая технология, которая может извлекать оптические сигналы из теплового шума, разрешив фотоэлектронные импульсы, генерируемыефотоприемникПосле получения одного фотона. Поскольку сигнал низкого освещения более диспергирован во временной области, выходной сигнал детектора также является естественным и дискретным. В соответствии с этой характеристикой слабого света, импульсной амплификации, дискриминации импульсов и методов цифрового подсчета обычно используются для выявления чрезвычайно слабая свет. Современная технология подсчета фотонов имеет много преимуществ, таких как высокое отношение сигнал / шум, высокая дискриминация, высокая точность измерения, хорошая антипроницаемая, хорошая стабильность времени и может вывозить данные на компьютер в форме цифрового сигнала для последующего анализа и обработки, которые не имеют себе равных другими методами обнаружения. В настоящее время система подсчета фотонов широко использовалась в области промышленного измерения и обнаружения низкого освещения, таких как нелинейная оптика, молекулярная биология, спектроскопия сверхвысокого разрешения, астрономическая фотометрия, измерение загрязнения атмосферы и т. Д., Которые связаны с приобретением и обнаружением слабых сигналов освещения. Фотография кадмия-кадмия-кадмия не имеет избыточного шума, по мере увеличения усиления соотношение сигнал / шум не разрушается, и не существует мертвого времени и ограничения после импульса, связанного с устройствами Avalanche Geiger, которое очень подходит для применения при подсчете фотонов и является важным направлением направления развития узоров фотонного подсчета в будущем.
Время сообщения: январь-14-2025