Įvadas, fotonų skaičiavimo tipasLinijinis lavinos fotodetektorius
Fotonų skaičiavimo technologija gali visiškai sustiprinti fotono signalą, kad įveiktų elektroninių prietaisų rodmens triukšmą, ir per tam tikrą laiką užfiksuoti detektoriaus išvesties fotonų skaičių, naudodamiesi natūraliomis detektoriaus išvesties elektrinio signalo charakteristikomis pagal silpną šviesos švitinimą, ir apskaičiuokite išmatuoto taikinio informaciją pagal fotono metro vertę. Norint realizuoti ypač silpną šviesos aptikimą, įvairiose šalyse buvo ištirta daugybė įvairių rūšių instrumentų, turinčių fotonų aptikimo galimybes. Kietojo kūno lavinos fotodiodas (APD fotodetektorius) yra prietaisas, kuris naudoja vidinius fotoelektrinius efektus, kurių Todetect šviesos signalai. Palyginti su vakuuminiu prietaisais, kietojo kūno įtaisai turi akivaizdžių reagavimo greičio, tamsaus skaičiaus, energijos suvartojimo, tūrio ir magnetinio lauko jautrumo pranašumų ir kt. Mokslininkai atliko tyrimus, pagrįstus kietojo kūno APD fotonų skaičiavimo vaizdavimo technologija.
APD „Photodetector“ įrenginysturi „Geiger“ režimą (GM) ir linijinį režimą (LM) du darbinius režimus, dabartinėje APD fotonų skaičiavimo vaizdo gavimo technologijoje daugiausia naudojamas „Geiger Mode APD“ įrenginys. „Geiger“ režimo APD įtaisai turi didelį jautrumą vieno fotono lygyje ir dešimčių nanosekundžių atsako greitį, kad būtų pasiektas aukštas laiko tikslumas. Tačiau „Geiger“ režimo APD turi tam tikrų problemų, tokių kaip „Detector Dead Time“, mažas aptikimo efektyvumas, didelis optinis kryžiažodis ir maža erdvinė skiriamoji geba, todėl sunku optimizuoti prieštaravimą tarp aukšto aptikimo greičio ir mažo klaidingo aliarmo greičio. Fotonų skaitikliai, pagrįsti beveik be jokių didelių prietaisų HGCDTE APD įtaisų, veikia linijiniu režimu, neturite negyvojo laiko ir skerspjūvio apribojimų, neturi jokių postpulsų, susijusių su „Geiger“ režimu, nereikalauja gesinimo grandinių, kad būtų užtikrintas ypač didelis dinaminis diapazonas, platus ir suderinamas spektro atsako diapazonas ir gali būti savarankiškai optimizuotas aptikimo efektyvumui ir klaidingam skaičiui. Tai atveria naują infraraudonųjų spindulių fotonų skaičiavimo vaizdų taikymo sritį, yra svarbi fotonų skaičiavimo įtaisų kūrimo kryptis ir turi plačias taikymo perspektyvas astronominiu stebėjimu, laisvos erdvės komunikacijos, aktyvaus ir pasyvaus vaizdavimo, pakraščių stebėjimo ir pan.
Fotonų skaičiavimo principas HGCDTE APD įrenginiuose
APD fotodetektoriaus įtaisai, pagrįsti HGCDTE medžiagomis, gali apimti platų bangos ilgio diapazoną, o elektronų ir skylių jonizacijos koeficientai yra labai skirtingi (žr. 1 pav. (A)). Jie turi vieno nešiklio daugybos mechanizmą, kurio ribinės bangos ilgis yra 1,3 ~ 11 μm. Beveik nėra perteklinio triukšmo (palyginti su pertekliniu triukšmo faktoriaus FSI ~ 2-3 SI APD įrenginiu„Avalanche“ fotodetektorius.
Fig. 1 (a) santykis tarp gyvsidabrio kadmio kadmio Telluride medžiagos ir X komponento poveikio jonizacijos koeficiento santykio; b) APD prietaisų perteklinio triukšmo faktoriaus F palyginimas su skirtingomis medžiagų sistemomis
Fotonų skaičiavimo technologija yra nauja technologija, galinti skaitmeniniu būdu išgauti optinius signalus iš šiluminio triukšmo, išskiriant fotoelektrono impulsus, kuriuos sukuria afotodetektoriusGavęs vieną fotoną. Kadangi silpno apšvietimo signalas yra labiau išsklaidytas laiko srityje, detektoriaus elektros signalo išvestis taip pat yra natūralus ir diskretiškas. Remiantis šia silpnos šviesos savybėmis, impulsų amplifikacija, impulsų diskriminacija ir skaitmeninio skaičiavimo būdai paprastai naudojami norint aptikti ypač silpną šviesą. Šiuolaikinė fotonų skaičiavimo technologija turi daugybę pranašumų, tokių kaip didelis signalo ir triukšmo santykis, didelė diskriminacija, didelis matavimo tikslumas, geras anti-lašas, geras laiko stabilumas ir gali išvesti duomenis kompiuteriui kaip skaitmeninio signalo forma vėlesnei analizei ir apdorojimui, kuris yra neprilygstamas kitais aptikimo metodais. Šiuo metu fotonų skaičiavimo sistema buvo plačiai naudojama pramoninių matavimų ir mažai šviesos aptikimo srityje, pavyzdžiui, netiesinė optika, molekulinė biologija, ypač aukštos skiriamosios gebos spektroskopija, astronominė fotometrija, atmosferos taršos matavimas ir kt. Merkurijaus kadmio Telluride lavinos fotodetektorius beveik neturi perteklinio triukšmo, nes padidėja padidėjimas, signalo ir triukšmo santykis nesumažėja, o negyvų laiko ir po impulsų apribojimų, susijusių su „Geiger“ leiranche prietaisais, kuris yra labai tinkamas pritaikyti fotonų skaičiavimui ir yra svarbi fotonų skaičiavimo prietaisų vystymosi kryptis.
Pašto laikas: 2012 m. Sausio 14 d