Pendahuluan, Jenis Penghitungan FotonFotodetektor longsor linear
Teknologi penghitungan foton dapat sepenuhnya memperkuat sinyal foton untuk mengatasi kebisingan pembacaan perangkat elektronik, dan mencatat jumlah output foton oleh detektor dalam periode waktu tertentu dengan menggunakan karakteristik diskrit alami dari sinyal listrik output detektor di bawah iradiasi cahaya yang lemah, dan menghitung informasi dari target yang diukur sesuai dengan nilai meter foton. Untuk mewujudkan deteksi cahaya yang sangat lemah, banyak jenis instrumen dengan kemampuan deteksi foton telah dipelajari di berbagai negara. Fotodiode longsor negara padat (APD Photodetector) adalah perangkat yang menggunakan sinyal lampu TODETETECT efek fotolistrik internal. Dibandingkan dengan perangkat vakum, perangkat solid-state memiliki keunggulan yang jelas dalam kecepatan respons, jumlah gelap, konsumsi daya, volume dan sensitivitas medan magnet, dll. Para ilmuwan telah melakukan penelitian berdasarkan teknologi penghitungan foton APD solid-state.
Perangkat fotodetektor APDMemiliki Mode Geiger (GM) dan Linear Mode (LM) Dua mode kerja, teknologi pencitraan penghitungan foton APD saat ini terutama menggunakan perangkat APD mode Geiger. Perangkat APD mode Geiger memiliki sensitivitas tinggi pada tingkat foton tunggal dan kecepatan respons tinggi puluhan nanoseconds untuk mendapatkan akurasi waktu yang tinggi. Namun, APD mode Geiger memiliki beberapa masalah seperti waktu mati detektor, efisiensi deteksi rendah, teka -teki silang optik yang besar dan resolusi spasial rendah, sehingga sulit untuk mengoptimalkan kontradiksi antara laju deteksi tinggi dan tingkat alarm palsu yang rendah. Penghitung foton berdasarkan perangkat HGCDTE HGCDTE HGCDTE yang hampir tidak dapat dioperasikan beroperasi dalam mode linier, tidak memiliki waktu mati dan pembatasan crosstalk, tidak memiliki post-pulse yang terkait dengan mode Geiger, tidak memerlukan sirkuit pendinginan, memiliki rentang dinamis yang sangat tinggi, rentang respons spektral yang sangat tinggi dan salah. Ini membuka bidang aplikasi baru dari pencitraan penghitungan foton inframerah, adalah arah pengembangan penting dari perangkat penghitungan foton, dan memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pengamatan astronomi, komunikasi ruang bebas, pencitraan aktif dan pasif, pelacakan pinggiran dan sebagainya.
Prinsip Penghitungan Foton di Perangkat APD HGCDTE
Perangkat fotodetektor APD berdasarkan bahan HGCDTE dapat mencakup berbagai panjang gelombang, dan koefisien ionisasi elektron dan lubang sangat berbeda (lihat Gambar 1 (a)). Mereka menunjukkan mekanisme multiplikasi pembawa tunggal dalam panjang gelombang cut-off 1,3 ~ 11 μm. Hampir tidak ada kelebihan noise (dibandingkan dengan faktor kebisingan berlebih FSI ~ 2-3 dari perangkat SI APD dan fiii-v ~ 4-5 perangkat keluarga III-V (lihat Gambar 1 (b)), sehingga rasio sinyal-ke-noise dari perangkat hampir tidak menurun dengan meningkatnya gain, yang merupakan infra noise yang ideal hampir tidak menurun dengan meningkatnya kenaikan, yang merupakan suatu infrared ideal yang ideal tidak menurun ide-ide yang ideal tidak menurun ideal yang ideal tidak menurun idealAvalanche Photodetector.
ARA. 1 (a) Hubungan antara rasio koefisien ionisasi dampak material telluride kadmium merkuri dan komponen X dari Cd; (B) Perbandingan faktor kebisingan berlebih F perangkat APD dengan sistem material yang berbeda
Teknologi Penghitungan Photon adalah teknologi baru yang dapat mengekstrak sinyal optik secara digital dari noise termal dengan menyelesaikan pulsa fotoelektron yang dihasilkan oleh aPhotodetectorSetelah menerima satu foton. Karena sinyal cahaya rendah lebih tersebar dalam domain waktu, output sinyal listrik oleh detektor juga alami dan diskrit. Menurut karakteristik cahaya lemah ini, amplifikasi pulsa, diskriminasi pulsa dan teknik penghitungan digital biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya yang sangat lemah. Teknologi penghitungan foton modern memiliki banyak keunggulan, seperti rasio sinyal-ke-noise yang tinggi, diskriminasi tinggi, akurasi pengukuran yang tinggi, anti-drift yang baik, stabilitas waktu yang baik, dan dapat menghasilkan data ke komputer dalam bentuk sinyal digital untuk analisis dan pemrosesan selanjutnya, yang tidak ditandingi oleh metode deteksi lainnya. Saat ini, sistem penghitungan foton telah banyak digunakan di bidang pengukuran industri dan deteksi cahaya rendah, seperti optik nonlinier, biologi molekuler, spektroskopi resolusi ultra-tinggi, fotometri astronomi, pengukuran polusi atmosfer, dll., Yang terkait dengan perolehan dan deteksi sinyal cahaya yang lemah. Fotodetektor longsor kadmium Mercury Cadmium hampir tidak memiliki kebisingan berlebih, karena kenaikannya meningkat, rasio sinyal-ke-noise tidak membusuk, dan tidak ada waktu mati dan pembatasan pasca-pulsa yang terkait dengan perangkat longsoran geiger, yang sangat cocok untuk aplikasi dalam penghitungan foton, dan merupakan arah pengembangan penting dari foton penghitungan foton di masa depan.
Waktu posting: Jan-14-2025