परिचय, फोटॉन मोजणी प्रकार रेखीय हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर

परिचय, फोटॉन मोजणीचा प्रकाररेखीय हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर

फोटॉन मोजणी तंत्रज्ञान इलेक्ट्रॉनिक डिव्हाइसच्या रीडआउट आवाजावर मात करण्यासाठी फोटॉन सिग्नल पूर्णपणे वाढवू शकते आणि डिटेक्टरद्वारे डिटेक्टरद्वारे फोटॉन आउटपुटची संख्या कमकुवत प्रकाश इरिडिएशन अंतर्गत डिटेक्टर आउटपुट इलेक्ट्रिकल सिग्नलच्या नैसर्गिक भिन्न वैशिष्ट्यांचा वापर करून रेकॉर्ड करू शकते आणि फोटॉन मेटरच्या मूल्यानुसार मोजलेल्या लक्ष्याची माहिती मोजू शकते. अत्यंत कमकुवत प्रकाश शोधणे लक्षात घेण्यासाठी, फोटॉन शोधण्याच्या क्षमतेसह अनेक प्रकारच्या साधने विविध देशांमध्ये अभ्यासली गेली आहेत. एक ठोस राज्य हिमस्खलन फोटोडिओड (एपीडी फोटोडेटेक्टर) एक डिव्हाइस आहे जे अंतर्गत फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट टोडटेक्ट लाइट सिग्नल वापरते. व्हॅक्यूम डिव्हाइसच्या तुलनेत, सॉलिड-स्टेट डिव्हाइसचे प्रतिसाद गती, गडद गणना, उर्जा वापर, व्हॉल्यूम आणि चुंबकीय क्षेत्रातील संवेदनशीलता इत्यादींमध्ये स्पष्ट फायदे आहेत. वैज्ञानिकांनी सॉलिड-स्टेट एपीडी फोटॉन मोजणी इमेजिंग तंत्रज्ञानावर आधारित संशोधन केले आहे.

एपीडी फोटोडेटेक्टर डिव्हाइसगीजर मोड (जीएम) आणि रेखीय मोड (एलएम) दोन कार्यरत मोड आहेत, सध्याचे एपीडी फोटॉन मोजणी इमेजिंग तंत्रज्ञान प्रामुख्याने गेजर मोड एपीडी डिव्हाइस वापरते. गिजर मोड एपीडी उपकरणांमध्ये एकल फोटॉनच्या पातळीवर उच्च संवेदनशीलता असते आणि उच्च वेळ अचूकता मिळविण्यासाठी दहापट नॅनोसेकंदांच्या उच्च प्रतिसादाची गती असते. तथापि, गेजर मोड एपीडीमध्ये डिटेक्टर डेड टाइम, कमी शोध कार्यक्षमता, मोठा ऑप्टिकल क्रॉसवर्ड आणि कमी स्थानिक रिझोल्यूशन यासारख्या काही समस्या आहेत, म्हणून उच्च शोध दर आणि कमी खोट्या अलार्म दरामधील विरोधाभास अनुकूल करणे कठीण आहे. जवळपास-नॉन-हाय-गेन एचजीसीडीटी एपीडी डिव्हाइसवर आधारित फोटॉन काउंटर रेखीय मोडमध्ये ऑपरेट करतात, कोणताही डेड वेळ नसतो आणि क्रॉस्टल्क निर्बंध नसतात, गिजर मोडशी संबंधित कोणतेही पोस्ट नसतात, क्विंच सर्किट्सची आवश्यकता नसते, अल्ट्रा-हाय डायनॅमिक श्रेणी, विस्तृत आणि ट्यूनबल स्पेक्ट्रल प्रतिसाद श्रेणी असेल आणि स्वतंत्रपणे गणना करणे शक्य आहे. हे इन्फ्रारेड फोटॉन काउंटिंग इमेजिंगचे एक नवीन अनुप्रयोग क्षेत्र उघडते, फोटॉन मोजणी उपकरणांची एक महत्त्वपूर्ण विकास दिशा आहे आणि खगोलशास्त्रीय निरीक्षण, मोकळी जागा संप्रेषण, सक्रिय आणि निष्क्रीय इमेजिंग, फ्रिंज ट्रॅकिंग इत्यादींमध्ये व्यापक अनुप्रयोगांची शक्यता आहे.

एचजीसीडीटी एपीडी डिव्हाइसमध्ये फोटॉन मोजण्याचे तत्व

एचजीसीडीटीई सामग्रीवर आधारित एपीडी फोटोडेटेक्टर डिव्हाइस विस्तृत तरंगलांबींचा समावेश करू शकतात आणि इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रांचे आयनीकरण गुणांक खूप भिन्न आहेत (आकृती 1 (ए) पहा). ते 1.3 ~ 11 µm च्या कट-ऑफ तरंगलांबीमध्ये एकच वाहक गुणाकार यंत्रणा प्रदर्शित करतात. जवळजवळ कोणताही आवाज नाही (आयआयआय-व्ही फॅमिली डिव्हाइसच्या एसआय एपीडी डिव्हाइसच्या एफएसआय ~ 2-3 आणि एफआयआयआय-व्ही ~ 4-5 च्या तुलनेत (आकृती 1 (बी) पहा), जेणेकरून उपकरणांचे सिग्नल-टू-आवाज प्रमाण जवळजवळ वाढीच्या वाढीसह कमी होत नाही, जे एक आदर्श इन्फ्रारेड आहेहिमस्खलन फोटोडेटेक्टर.

अंजीर. 1 (अ) पारा कॅडमियम टेल्युराइड मटेरियल आणि सीडीच्या घटक एक्सच्या प्रभाव आयनीकरण गुणांक गुणोत्तर दरम्यानचा संबंध; (बी) वेगवेगळ्या मटेरियल सिस्टमसह एपीडी डिव्हाइसच्या जादा आवाज घटक एफची तुलना

फोटॉन काउंटिंग टेक्नॉलॉजी हे एक नवीन तंत्रज्ञान आहे जे ए द्वारे व्युत्पन्न केलेल्या फोटोइलेक्ट्रॉन डाळींचे निराकरण करून थर्मल आवाजापासून ऑप्टिकल सिग्नल डिजिटल काढू शकतेफोटोडेटेक्टरएकल फोटॉन मिळाल्यानंतर. टाइम डोमेनमध्ये लो-लाइट सिग्नल अधिक विखुरलेला असल्याने, डिटेक्टरद्वारे इलेक्ट्रिकल सिग्नल आउटपुट देखील नैसर्गिक आणि भिन्न आहे. कमकुवत प्रकाशाच्या या वैशिष्ट्यानुसार, नाडी प्रवर्धन, नाडी भेदभाव आणि डिजिटल मोजणी तंत्र सामान्यत: अत्यंत कमकुवत प्रकाश शोधण्यासाठी वापरले जातात. मॉडर्न फोटॉन मोजणी तंत्रज्ञानाचे बरेच फायदे आहेत, जसे की उच्च सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर, उच्च भेदभाव, उच्च मापन अचूकता, चांगली ड्राफ्ट, चांगली वेळ स्थिरता आणि त्यानंतरच्या विश्लेषणासाठी आणि प्रक्रियेसाठी डिजिटल सिग्नलच्या स्वरूपात संगणकावर डेटा आउटपुट करू शकतो, जो इतर शोध पद्धतींनी अतुलनीय आहे. सध्या, नॉनलाइनर ऑप्टिक्स, आण्विक जीवशास्त्र, अल्ट्रा-हाय रेझोल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी, खगोलशास्त्रीय फोटोमेट्री, वातावरणीय प्रदूषण मोजमाप इत्यादी सारख्या औद्योगिक मोजमाप आणि कमी-प्रकाश शोधण्याच्या क्षेत्रात फोटॉन मोजणी प्रणालीचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला गेला आहे. बुध कॅडमियम टेल्युराइड हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरला जवळजवळ जास्त आवाज नाही, कारण हा फायदा वाढतो, सिग्नल-टू-नोईस गुणोत्तर क्षय होत नाही, आणि गीजर हिमस्खलन उपकरणांशी संबंधित कोणताही कालावधी आणि पोस्ट-पुल्स प्रतिबंध नाही, जो फोटॉन मोजणीत अनुप्रयोगासाठी उपयुक्त आहे.