Johdanto, fotonien laskentatyyppilineaarinen lumivyöryvalot
Fotonien laskentatekniikka voi täysin vahvistaa fotonisignaalia elektronisten laitteiden lukemisen kohinan voittamiseksi ja tallentaa ilmaisimen tulostusten määrän fotonien lukumäärä tietyllä ajanjaksolla käyttämällä ilmaisimen ulostulon sähköisen signaalin luonnollisia erillisiä ominaisuuksia ja laskemalla mitatun kohteen tiedot fotonimittarin arvon mukaan. Erittäin heikon valon havaitsemisen toteuttamiseksi eri maissa on tutkittu monia erilaisia fotonien havaitsemismahdollisuuksia. Solid State Avalanche -fotodiodi (APD -valodetektori) on laite, joka käyttää sisäisiä fotoelektrisiä tehosteita, jotka ovat valonsignaaleja. Verrattuna tyhjiölaitteisiin, kiinteän tilan laitteilla on ilmeisiä etuja vasteenopeudella, tumman määrän, virrankulutuksen, tilavuuden ja magneettikentän herkkyyden jne. Tutkijat ovat suorittaneet tutkimuksen, joka perustuu kiinteän tilan APD-fotonien laskentakuvaustekniikkaan.
APD Photodetector -laiteon Geiger -tila (GM) ja lineaarinen tila (LM) kaksi työtilaa, nykyinen APD -fotonien laskentatekniikka käyttää pääasiassa Geiger Mode APD -laitetta. Geiger -moodin APD -laitteilla on korkea herkkyys yhden fotonin tasolla ja kymmenien nanosekuntien korkean vasteen nopeuden korkean ajan tarkkuuden saavuttamiseksi. Geiger -moodilla APD: llä on kuitenkin joitain ongelmia, kuten ilmaisimen kuollut aika, alhainen havaitsemisen tehokkuus, suuri optinen ristisanat ja alhainen spatiaalinen resoluutio, joten korkean havaitsemisnopeuden ja alhaisen väärän hälytysnopeuden välistä ristiriitaa on vaikea optimoida. Fotonilaskurit, jotka perustuvat lähes nollattomiin korkean sateen HGCDTE-APD-laitteisiin, jotka toimivat lineaarisessa tilassa, niillä ei ole kuolleena aikoja ja ylikuormitusrajoituksia, ei ole Geiger-tilaan liittyviä pulsseja, ne eivät vaadi sammutuspiirejä, niissä on erittäin korkea dynaaminen, laaja ja viritettävä spektrivastevalikoima, ja ne voivat itsenäisesti optimoida havaitsemisen tehokkuuden ja väärän määrän. Se avaa uuden infrapunafotonien laskentakuvan sovelluskentän, fotonien laskentalaitteiden tärkeä kehityssuunta, ja sillä on laajat soveltamisnäkymät tähtitieteellisessä havainnossa, vapaan avaruuden viestinnässä, aktiivisessa ja passiivisessa kuvantamisessa, reunan seurannassa ja niin edelleen.
Fotonien laskennan periaate HGCDTE APD -laitteissa
HGCDTE -materiaaliin perustuvat APD -valodetektorilaitteet voivat kattaa laajan aallonpituuksien alueen, ja elektronien ja reikien ionisaatiokertoimet ovat hyvin erilaisia (katso kuva 1 (a)). Niissä on yksi kantaja-aineistokertomekanismi raja-aallonpituudella 1,3 ~ 11 µm. SI APD -laitteiden ja FIII-V ~ 4-5 III-V: n perheen laitteiden (ks. Kuva 1 (b)) ylimääräiseen kohinan FSI ~ 2-3 -myrskyihin FSI ~ 2-3 (ks. Kuva 1 (b)), joten laitteiden signaali-kohinan suhde ei melkein vähene vahvistuksen lisäämisessä, mikä on ihanteellinen infrapunalumivyöry.
KUVA. 1 (a) Elohopeakadmiumin telluridimateriaalin ja CD -komponentin X vaikutuksen ionisaatiokertoimen suhteen; (b) APD -laitteiden ylimääräisen kohinakerroin F vertailu eri materiaalijärjestelmiin
Fotonien laskentatekniikka on uusi tekniikka, joka voi digitaalisesti poimia optisia signaaleja lämpökohinasta ratkaisemalla a: n tuottamat fotoelektronipulssitfotodetektoriSaatuaan yhden fotonin. Koska hämärän signaali on dispergoituneempi aika-alueella, ilmaisimen sähköinen signaalin lähtö on myös luonnollinen ja erillinen. Tämän heikon valon ominaisuuden mukaan pulssivahvistuminen, pulssisyrjinnän ja digitaalisen laskentatekniikat käytetään yleensä erittäin heikon valon havaitsemiseksi. Nykyaikaisessa fotonilaskentatekniikassa on monia etuja, kuten korkea signaali-kohinasuhde, korkea syrjintä, korkea mittauksen tarkkuus, hyvä siirto-, hyvissä ajoin stabiilisuus ja voi tuottaa tietoja tietokoneeseen digitaalisen signaalin muodossa seuraavaa analyysiä ja prosessointia varten, mikä on vertaansa vailla muilla havaitsemismenetelmillä. Tällä hetkellä fotonien laskentajärjestelmää on käytetty laajasti teollisen mittauksen ja vähäisen valon havaitsemisen alalla, kuten epälineaarinen optiikka, molekyylibiologia, erittäin korkea resoluutiospektroskopia, tähtitieteellinen fotometria, ilmakehän pilaantumisen mittaus jne., Jotka liittyvät heikkojen kevyiden signaalien hankkimiseen ja havaitsemiseen. Elohopeakadmium Telluride Avalanche Fotodetectorilla ei ole melkein ylimääräistä kohinaa, kun vahvistuksen nousu, signaali-kohinasuhde ei hajoa, eikä Geiger Avalanche -laitteisiin ole sopivaa kuolleita aikaa ja kuoleman jälkeisiä rajoituksia, jotka ovat erittäin sopivia soveltamiseen fotonien laskemisessa, ja on fotonien laskentalaitteiden tärkeä kehityssuunta tulevaisuudessa.
Viestin aika: tammikuu-14-2025