소개, 광자 계수 유형 선형 눈사태 광 검출기

소개, 광자 계수 유형선형 눈사태 광 검출기

광자 계수 기술은 전자 장치의 판독 노이즈를 극복하기 위해 광자 신호를 완전히 증폭시키고, 약한 빛 조사 하에서 검출기 출력 전기 신호의 자연 개별 특성을 사용하여 특정 기간 동안 검출기에 의한 광자 수를 기록하고, 광자 측정기의 값에 따라 측정 된 대상의 정보를 계산할 수 있습니다. 극도로 약한 빛 탐지를 실현하기 위해 다양한 국가에서 광자 감지 기능을 갖춘 많은 종류의기구가 연구되었습니다. 솔리드 스테이트 눈사태 포토 다이오드 (APD 광 검출기) 내부 광전 효과 ToDect Light 신호를 사용하는 장치입니다. 진공 장치와 비교할 때, 고체 장치는 응답 속도, 어두운 수, 전력 소비, 부피 및 자기장 감도 등의 명백한 이점을 가지고 있습니다. 과학자들은 고형 상태 APD 광자 계수 이미징 기술을 기반으로 한 연구를 수행했습니다.

APD 광 검출기 장치GM (Geiger Mode)과 선형 모드 (LM) 두 가지 작업 모드가 있습니다. 현재 APD 광자 계산 이미징 기술은 주로 Geiger Mode APD 장치를 사용합니다. Geiger Mode APD 장치는 단일 광자 수준에서 높은 감도를 가지며 수십 개의 나노초의 높은 응답 속도가 높아서 높은 시간 정확도를 얻습니다. 그러나 Geiger Mode APD에는 탐지기 사망 시간, 낮은 감지 효율, 광학 크로스 워드 및 공간 분해능이 낮으므로 높은 탐지 속도와 낮은 오 탐지 속도 간의 모순을 최적화하기가 어렵습니다. Noiseless가없는 고 이득 HGCDTE APD 장치를 기반으로 한 광자 카운터는 선형 모드에서 작동하며, 데드 타임 및 Crosstalk 제한이 없으며, Geiger 모드와 관련된 포스트 펄스가없고, Quench 회로가 필요하지 않으며, 초 고위성 범위, 광범위하고 조정 가능한 스펙트럼 응답 범위를 갖고, 탐지 효율성 및 오 탐지를 위해 독립적으로 최적화 할 수 있습니다. 그것은 적외선 광자 계수 영상의 새로운 응용 분야를 열고, 광자 계수 장치의 중요한 개발 방향이며, 천문 관찰, 여유 공간 통신, 활성 및 수동 이미징, 프린지 추적 등에 광범위한 응용 전망이 있습니다.

HGCDTE APD 장치의 광자 계수 원리

HGCDTE 재료를 기반으로 한 APD 광 검출기 장치는 광범위한 파장을 커버 할 수 있으며 전자 및 구멍의 이온화 계수는 매우 다릅니다 (그림 1 (a) 참조). 컷오프 파장 1.3 ~ 11 µm 내에서 단일 캐리어 곱셈 메커니즘을 나타냅니다. SI APD 장치의 과도눈사태 광 검출기.

무화과. 1 (a) 수은 카드뮴 텔루 라이드 물질의 충격 이온화 계수 비율과 Cd의 성분 X 사이의 관계; (b) 다른 재료 시스템을 갖는 APD 장치의 과도한 노이즈 팩터 F 비교

광자 계수 기술은광 검출기단일 광자를받은 후. 저조도 신호는 시간 영역에서 더 분산되기 때문에, 검출기에 의한 전기 신호 출력도 자연스럽고 개별적이다. 약한 빛의 특성에 따르면, 맥박 증폭, 펄스 차별 및 디지털 카운팅 기술은 일반적으로 매우 약한 빛을 감지하는 데 사용됩니다. 최신 광자 계수 기술은 높은 신호 대 잡음비, 높은 차별, 높은 측정 정확도, 우수한 항한 방지, 우수한 시간 안정성 및 후속 분석 및 처리를 위해 디지털 신호 형태로 컴퓨터에 데이터를 출력 할 수있는 많은 장점이 있습니다. 현재, 광자 계수 시스템은 비선형 광학, 분자 생물학, 초고 해상도 분광법, 천문학적 광도 측정, 대기 오염 측정 등과 같은 산업 측정 및 저조도 탐지 분야에서 널리 사용되어 왔으며, 이는 약한 빛 신호의 획득 및 감지와 관련이 있습니다. Mercury Cadmium Telluride Avalanche Photodetector는 게인이 증가함에 따라 거의 과도한 소음이 없습니다. 신호 대 잡음비는 부패하지 않으며, 광자 계산에 적용하는 데 매우 적합한 Geiger Avalanche 장치와 관련된 죽은 시간 및 펄스 제한이 없으며 미래의 광자 계산 장치의 중요한 개발 방향입니다.