Inleiding, tipe fotontellinglineêre stortvloed fotodetektor
Fotonteltegnologie kan die fotonsein ten volle versterk om die uitleesgeraas van elektroniese toestelle te oorkom, en die aantal fotone wat deur die detektor in 'n sekere tydperk uitset word op te teken deur die natuurlike diskrete eienskappe van die detektor-uitset elektriese sein onder swak ligbestraling te gebruik , en bereken die inligting van die gemete teiken volgens die waarde van die fotonmeter. Om uiters swak ligopsporing te realiseer, is baie verskillende soorte instrumente met fotonopsporingsvermoë in verskeie lande bestudeer. 'n Vastetoestand stortvloed fotodiode (APD fotodetektor) is 'n toestel wat die interne foto-elektriese effek gebruik om ligseine op te spoor. In vergelyking met vakuumtoestelle, het vastestoftoestelle ooglopende voordele in reaksiespoed, donkertelling, kragverbruik, volume en magnetiese veldsensitiwiteit, ens. Wetenskaplikes het navorsing gedoen wat gebaseer is op vastetoestand APD-fotontelling-beeldvormingstegnologie.
APD fotodetektor toestelhet Geiger-modus (GM) en lineêre modus (LM) twee werkmodusse, die huidige APD-fotontelling-beeldtegnologie gebruik hoofsaaklik Geigermodus APD-toestel. Geiger-modus APD-toestelle het hoë sensitiwiteit op die vlak van enkelfoton en hoë reaksiespoed van tientalle nanosekondes om hoë tydakkuraatheid te verkry. Geiger-modus APD het egter 'n paar probleme soos detektor dooie tyd, lae opsporing doeltreffendheid, groot optiese blokkiesraaisel en lae ruimtelike resolusie, so dit is moeilik om die teenstrydigheid tussen hoë opsporing koers en lae vals alarm koers te optimaliseer. Fotontellers gebaseer op amper-geraaslose hoë-versterking HgCdTe APD-toestelle werk in lineêre modus, het geen dooie tyd en oorspraakbeperkings nie, het geen na-puls wat met Geiger-modus geassosieer word nie, benodig nie bluskringe nie, het 'n ultrahoë dinamiese reeks, wyd en instelbare spektrale reaksie reeks, en kan onafhanklik geoptimaliseer word vir opsporing doeltreffendheid en vals tel tempo. Dit open 'n nuwe toepassingsveld van infrarooi fotontelbeelding, is 'n belangrike ontwikkelingsrigting van fotonteltoestelle, en het breë toepassingsvooruitsigte in astronomiese waarneming, vryeruimtekommunikasie, aktiewe en passiewe beelding, randnasporing ensovoorts.
Beginsel van fotontelling in HgCdTe APD-toestelle
APD-fotodetektortoestelle gebaseer op HgCdTe-materiale kan 'n wye reeks golflengtes dek, en die ionisasiekoëffisiënte van elektrone en gate verskil baie (sien Figuur 1 (a)). Hulle vertoon 'n enkele draervermenigvuldigingsmeganisme binne die afsnygolflengte van 1.3~11 µm. Daar is byna geen oormaat geraas nie (in vergelyking met die oormaat geraasfaktor FSi~2-3 van Si APD-toestelle en FIII-V~4-5 van III-V-familietoestelle (sien Figuur 1 (b)), sodat die sein- tot geraasverhouding van die toestelle neem byna nie af met die toename in wins nie, wat 'n ideale infrarooi isstortvloed fotodetektor.
FIG. 1 (a) Verwantskap tussen die impak-ionisasiekoëffisiëntverhouding van kwikkadmiumtelluriedmateriaal en komponent x van Cd; (b) Vergelyking van oormaat geraasfaktor F van APD-toestelle met verskillende materiaalstelsels
Fotonteltegnologie is 'n nuwe tegnologie wat optiese seine digitaal uit termiese geraas kan onttrek deur die foto-elektronpulse wat deur 'nfotodetektornadat 'n enkele foton ontvang is. Aangesien die lae-ligsein meer verspreid is in die tyddomein, is die elektriese seinuitset deur die detektor ook natuurlik en diskreet. Volgens hierdie eienskap van swak lig word polsversterking, polsdiskriminasie en digitale teltegnieke gewoonlik gebruik om uiters swak lig op te spoor. Moderne fotonteltegnologie het baie voordele, soos hoë sein-tot-geraas-verhouding, hoë diskriminasie, hoë meetakkuraatheid, goeie anti-drywing, goeie tydstabiliteit, en kan data na die rekenaar uitvoer in die vorm van digitale sein vir daaropvolgende ontleding en verwerking, wat ongeëwenaard is deur ander opsporingsmetodes. Op die oomblik is die foton-telstelsel wyd gebruik in die veld van industriële meting en lae-lig opsporing, soos nie-lineêre optika, molekulêre biologie, ultra-hoë resolusie spektroskopie, astronomiese fotometrie, atmosferiese besoedeling meting, ens., Wat verband hou met tot die verkryging en opsporing van swak ligseine. Die kwik-kadmium-telluried-stortingfotodetektor het byna geen oortollige geraas nie, aangesien die wins toeneem, die sein-tot-geraas-verhouding nie verval nie, en daar is geen dooie tyd en na-puls beperking wat verband hou met Geiger stortvloed toestelle, wat baie geskik is vir toepassing in fotontelling, en is 'n belangrike ontwikkelingsrigting van fotonteltoestelle in die toekoms.
Pos tyd: Jan-14-2025