הקדמה, פאָטאָן ציילן טיפּ לינעאַר לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

הקדמה, פאָטאָן ציילן טיפּלינעאַר לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

פאָטאָן ציילן טעכנאָלאָגיע קען גאָר פֿאַרשטאַרקן דעם פאָטאָן סיגנאַל צו איבערקומען דעם אויסלייענען ראַש פֿון עלעקטראָנישע דעוויסעס, און רעקאָרדירן די צאָל פאָטאָנען אַרויסגעגעבן דורך דעם דעטעקטאָר אין אַ געוויסער צייט דורך ניצן די נאַטירלעכע דיסקרעטע כאַראַקטעריסטיקס פֿון דעם דעטעקטאָר אַרויסגעגעבן עלעקטרישן סיגנאַל אונטער שוואַך ליכט באַשטראַלונג, און רעכענען די אינפֿאָרמאַציע פֿון דעם געמאָסטן ציל לויט דעם ווערט פֿון דעם פאָטאָן מעטער. כּדי צו דערגרייכן גאָר שוואַך ליכט דעטעקציע, זענען פֿאַרשידענע מינים אינסטרומענטן מיט פאָטאָן דעטעקציע קייפּאַביליטי שטודירט געוואָרן אין פֿאַרשידענע לענדער. אַ האַרטשטאַט לאַווינע פאָטאָדיאָדע (APD פאָטאָדעטעקטאָר) איז אַ מיטל וואָס ניצט דעם אינערלעכן פאָטאָעלעקטרישן עפֿעקט צו דעטעקטירן ליכט סיגנאַלן. קאַמפּערד מיט וואַקוום דעוויסעס, האָבן האַרט-שטאַט דעוויסעס קלאָרע מעלות אין רעאַקציע גיכקייט, טונקל צייל, מאַכט קאַנסאַמשאַן, באַנד און מאַגנעטיש פעלד סענסיטיוויטי, אאז"ו ו. וויסנשאַפֿטלער האָבן דורכגעפֿירט פאָרשונג באַזירט אויף האַרט-שטאַט APD פאָטאָן צייל בילדגעבונג טעכנאָלאָגיע.

APD פאָטאָדעטעקטאָר מיטלהאט גייגער מאָדע (GM) און לינעאַר מאָדע (LM) צוויי אַרבעט מאָדעס, די איצטיקע APD פאָטאָן ציילן בילדגעבונג טעכנאָלאָגיע ניצט דער הויפּט גייגער מאָדע APD מיטל. גייגער מאָדע APD דעוויסעס האָבן הויך סענסיטיוויטי אויף דער מדרגה פון איין פאָטאָן און הויך ענטפער גיכקייַט פון צענדליגער נאַנאָסעקונדעס צו באַקומען הויך צייט אַקיעראַסי. אָבער, גייגער מאָדע APD האט עטלעכע פּראָבלעמען אַזאַ ווי דעטעקטאָר טויט צייט, נידעריק דעטעקשאַן עפעקטיווקייַט, גרויס אָפּטיש קראָסוואָרד און נידעריק ספּיישאַל האַכלאָטע, אַזוי עס איז שווער צו אָפּטימיזירן די קעגנשטעל צווישן הויך דעטעקשאַן קורס און נידעריק פאַלש אַלאַרם קורס. פאָטאָן קאַונטערז באזירט אויף כּמעט-נאָיסלעסס הויך-געווינס HgCdTe APD דעוויסעס אַרבעטן אין לינעאַר מאָדע, האָבן קיין טויט צייט און קראָסטאָלק ריסטריקשאַנז, האָבן קיין פּאָסט-פּולס פֿאַרבונדן מיט גייגער מאָדע, טאָן ניט דאַרפן קווענטשינג סערקאַץ, האָבן אַולטראַ-הויך דינאַמיש קייט, ברייט און טונאַבאַל ספּעקטראַל ענטפער קייט, און קענען זיין ינדיפּענדאַנטלי אָפּטימיזעד פֿאַר דעטעקשאַן עפעקטיווקייַט און פאַלש ציילן קורס. עס עפֿנט אַ נייַ אַפּלאַקיישאַן פעלד פון ינפראַרעד פאָטאָן ציילן בילדגעבונג, איז אַ וויכטיק אַנטוויקלונג ריכטונג פון פאָטאָן ציילן דעוויסעס, און האט ברייט אַפּלאַקיישאַן פּראַספּעקס אין אַסטראָנאָמיש אָבסערוואַציע, פריי פּלאַץ קאָמוניקאַציע, אַקטיוו און פּאַסיוו בילדגעבונג, פרינדזש טראַקינג און אַזוי אויף.

פּרינציפּ פון פאָטאָן ציילן אין HgCdTe APD דעוויסעס

APD פאָטאָדעטעקטאָר דעוויסעס באַזירט אויף HgCdTe מאַטעריאַלן קענען דעקן אַ ברייט קייט פון כוואַליע לענגטס, און די ייאַניזאַציע קאָעפיציענטן פון עלעקטראָנען און לעכער זענען זייער אַנדערש (זען פיגור 1 (אַ)). זיי ווייַזן אַ איין קאַריער מאַלטיפּליקיישאַן מעקאַניזאַם אין די קאַט-אָף כוואַליע לענג פון 1.3~11 µm. עס איז כּמעט קיין וידעפדיק ראַש (קאַמפּערד מיט די וידעפדיק ראַש פאַקטאָר FSi~2-3 פון Si APD דעוויסעס און FIII-V~4-5 פון III-V משפּחה דעוויסעס (זען פיגור 1 (ב)), אַזוי אַז די סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש פון די דעוויסעס כּמעט נישט דיקליינד מיט די פאַרגרעסערן פון געווינען, וואָס איז אַן אידעאַל ינפראַרעד.לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר.

פיג. 1 (א) באַציִונג צווישן דעם אימפּאַקט ייאַניזאַציע קאָעפֿיציענט פאַרהעלטעניש פֿון קוועקזילבער קאַדמיום טעלוריד מאַטעריאַל און קאָמפּאָנענט x פֿון Cd; (ב) פֿאַרגלייַך פֿון איבעריקן ראַש פֿאַקטאָר F פֿון APD דעוויסעס מיט פֿאַרשידענע מאַטעריאַל סיסטעמען

פאָטאָן ציילן טעכנאָלאָגיע איז אַ נייַע טעכנאָלאָגיע וואָס קען דיגיטאַל עקסטראַקט אָפּטישע סיגנאַלן פון טערמישע ראַש דורך סאַלווינג די פאָטאָעלעקטראָן פּאַלסיז דזשענערייטאַד דורך אַפאָטאָדעטעקטאָרנאכדעם וואס מען באקומט איין פאטאן. ווייל דער נידריג-ליכט סיגנאל איז מער פארשפרייט אין דער צייט דאמעין, איז דער עלעקטרישער סיגנאל וואס ווערט ארויסגעגעבן דורך דעם דעטעקטאר אויך נאטירלעך און דיסקרעטן. לויט דעם כאראקטעריסטיק פון שוואכן ליכט, ווערן געווענליך גענוצט פולס פארשטארקערונג, פולס דיסקרימינאציע און דיגיטאלע צייל טעכניקן צו דעטעקטירן גאר שוואכן ליכט. מאדערנע פאטאן צייל טעכנולוגיע האט אסאך מעלות, ווי הויכע סיגנאל-צו-גערויש פארהעלטעניש, הויכע דיסקרימינאציע, הויכע מעסטונג גענויקייט, גוטע אנטי-דריפט, גוטע צייט סטאביליטעט, און קען ארויסגעבן דאטן צום קאמפיוטער אין דער פארעם פון א דיגיטאלן סיגנאל פאר שפעטערדיגע אנאליז און באארבעטונג, וואס איז אומגעגליכן דורך אנדערע דעטעקציע מעטאדן. איצט איז די פאטאן צייל סיסטעם ברייט גענוצט געווארן אין דעם פעלד פון אינדוסטריעלער מעסטונג און נידריג-ליכט דעטעקציע, ווי נישט-לינעארע אפטיקס, מאלעקולארע ביאלאגיע, אולטרא-הויך רעזאלוציע ספעקטראסקאפיע, אסטראנאמישע פאטאמעטריע, אטמאספערישער פארפעסטיקונג מעסטונג, א.א.וו., וואס זענען פארבונדן מיט דער אקווייזישאן און דעטעקציע פון ​​שוואכע ליכט סיגנאלן. דער קוועקזילבער קאַדמיום טעללוריד לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר האט כּמעט קיין איבעריקע ראַש, ווי די געווינס פאַרגרעסערט זיך, די סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש פאַרפוילן נישט, און עס איז קיין טויטע צייט און פּאָסט-פּולס ריסטריקשאַן שייך צו גייגער לאַווינע דעוויסעס, וואָס איז זייער פּאַסיק פֿאַר אַפּלאַקיישאַן אין פאָטאָן ציילן, און איז אַ וויכטיק אַנטוויקלונג ריכטונג פון פאָטאָן ציילן דעוויסעס אין דער צוקונפֿט.