सिंगल फोटॉन इनगास फोटोडेटेक्टर

एकल फोटॉनइनगास फोटोडेटेक्टर

लिडरच्या वेगवान विकासासह,प्रकाश शोधस्वयंचलित वाहन ट्रॅकिंग इमेजिंग तंत्रज्ञानासाठी वापरल्या जाणार्‍या तंत्रज्ञान आणि रेंजिंग तंत्रज्ञानामध्ये देखील जास्त आवश्यकता आहेत, पारंपारिक लो लाइट डिटेक्शन तंत्रज्ञानामध्ये वापरल्या जाणार्‍या डिटेक्टरची संवेदनशीलता आणि वेळ निराकरण वास्तविक गरजा पूर्ण करू शकत नाही. सिंगल फोटॉन हे प्रकाशाचे सर्वात लहान उर्जा युनिट आहे आणि सिंगल फोटॉन शोधण्याची क्षमता असलेले डिटेक्टर हे कमी प्रकाश शोधण्याचे अंतिम साधन आहे. आयएनजीएएसशी तुलना केलीएपीडी फोटोडेटेक्टर, आयएनजीएएस एपीडी फोटोडेटेक्टरवर आधारित सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरमध्ये उच्च प्रतिसाद वेग, संवेदनशीलता आणि कार्यक्षमता आहे. म्हणूनच, इन-जीएएएस एपीडी फोटोडेटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टरवरील संशोधनाची मालिका देश-विदेशात केली गेली आहे.

इटलीमधील मिलान विद्यापीठाच्या संशोधकांनी प्रथम फोटॉनच्या क्षणिक वर्तनाचे अनुकरण करण्यासाठी प्रथम द्विमितीय मॉडेल विकसित केलेहिमस्खलन फोटोडेटेक्टर1997 मध्ये, आणि एकाच फोटॉन हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरच्या क्षणिक वैशिष्ट्यांचे संख्यात्मक सिम्युलेशन परिणाम दिले. त्यानंतर 2006 मध्ये, संशोधकांनी प्लानर भूमितीय तयार करण्यासाठी एमओसीव्हीडीचा वापर केलाइनगास एपीडी फोटोडेटेक्टरसिंगल फोटॉन डिटेक्टर, ज्याने प्रतिबिंबित थर कमी करून आणि विषम इंटरफेसवर इलेक्ट्रिक फील्ड वाढवून सिंगल-फोटॉन डिटेक्शन कार्यक्षमता 10% पर्यंत वाढविली. २०१ 2014 मध्ये, झिंक प्रसाराची परिस्थिती सुधारून आणि अनुलंब संरचनेस अनुकूलित करून, सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरची 50%पर्यंत जास्त शोधण्याची कार्यक्षमता असते आणि सुमारे PS 87 पीएसची वेळ मिळते. २०१ In मध्ये, सनझारो एम एट अल. इंजेस एपीडी फोटॉडेटेक्टर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरला एक मोनोलिथिक इंटिग्रेटेड रेझिस्टरसह समाकलित केले, डिटेक्टरवर आधारित कॉम्पॅक्ट सिंगल-फोटॉन काउंटिंग मॉड्यूलची रचना केली, आणि एक हायब्रिड क्वेंच पद्धत प्रस्तावित केली ज्यामुळे हिमस्खलन शुल्कामध्ये लक्षणीय घट झाली, ज्यामुळे पोस्ट-पल्स आणि ऑप्टिकल क्रॉसस्टलक कमी होते आणि 70 पीएस कमी होते. त्याच वेळी, इतर संशोधन गटांनी आयएनजीएएस एपीडीवर संशोधन केले आहेफोटोडेटेक्टरएकल फोटॉन डिटेक्टर. उदाहरणार्थ, प्रिन्स्टन लाइटवेव्हने प्लानर स्ट्रक्चरसह आयएनजीएएस/इनपॅपडी सिंगल फोटॉन डिटेक्टरची रचना केली आहे आणि त्यास व्यावसायिक वापरात ठेवले आहे. शांघाय इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्निकल फिजिक्सने एपीडी फोटोडेटेक्टरच्या सिंगल-फोटॉन कामगिरीची जस्त ठेवी काढून टाकली आणि 1.5 मेगाहर्ट्झच्या नाडी वारंवारतेवर 3.6 × 10 ⁻⁴/एनएस नाडीच्या गडद मोजणीसह कॅपेसिटिव्ह संतुलित गेट नाडी मोडचा वापर केला. जोसेफ पी इट अल. विस्तृत बँडगॅपसह मेसा स्ट्रक्चर इनगास एपीडी फोटॉडेटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टरची रचना केली आणि शोध कार्यक्षमतेवर परिणाम न करता कमी गडद गणना मिळविण्यासाठी शोषक थर सामग्री म्हणून आयएनजीएएसएएसएएसएएसएएसएएसएएसएएसएएसपीचा वापर केला.

आयएनजीएएएस एपीडी फोटॉडेटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टरचा ऑपरेटिंग मोड हा फ्री ऑपरेशन मोड आहे, म्हणजेच, एपीडी फोटोडेटेक्टरला हिमस्खलन झाल्यानंतर परिघीय सर्किट शम करणे आवश्यक आहे आणि काही कालावधीसाठी विझविल्यानंतर पुनर्प्राप्त. विलंब होण्याच्या वेळेचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, हे साधारणपणे दोन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहे: एक म्हणजे शमन साध्य करण्यासाठी निष्क्रीय किंवा सक्रिय क्विंचिंग सर्किटचा वापर करणे, जसे की आर थेडब्ल्यू इत्यादीद्वारे वापरल्या जाणार्‍या सक्रिय क्विंचिंग सर्किट इ. आकृती (अ), (बी) इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणाचे एक सरलीकृत आकृती आहे आणि त्याचे कनेक्शन फीडिंग आहे, जे एपीडी फ्रीटेक्ट आहे, जे एपीडी आहे. पूर्वीचे अवास्तविक पोस्ट-पल्स समस्या. शिवाय, 1550 एनएम वर शोधण्याची कार्यक्षमता 10%आहे आणि पोस्ट-पल्सची संभाव्यता 1%पेक्षा कमी झाली आहे. दुसरे म्हणजे बायस व्होल्टेजची पातळी नियंत्रित करून वेगवान शमन आणि पुनर्प्राप्ती लक्षात घेणे. हे हिमस्खलन नाडीच्या अभिप्राय नियंत्रणावर अवलंबून नसल्यामुळे, शमन करण्याचा विलंब वेळ लक्षणीय प्रमाणात कमी झाला आहे आणि डिटेक्टरची शोध कार्यक्षमता सुधारली आहे. उदाहरणार्थ, एलसी कोमंदर एट अल गेट मोड वापरा. आयएनजीएएस/आयएनपीएपीडीवर आधारित एक गेट सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर तयार केला गेला. सिंगल-फोटॉन शोध कार्यक्षमता 1550 एनएम वर 55% पेक्षा जास्त होती आणि पोस्ट-पल्सची संभाव्यता 7% प्राप्त झाली. या आधारावर, चीनच्या विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठाने एकाच वेळी मल्टी-मोड फायबर वापरुन एक लिडर सिस्टम स्थापित केली आणि फ्री-मोड इनगास एपीडी फोटोडेटेक्टर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरसह. प्रायोगिक उपकरणे आकृती (सी) आणि (डी) मध्ये दर्शविली आहेत आणि 12 किमी उंचीसह मल्टी-लेयर ढग शोधणे 1 एस आणि 15 मीटरच्या अवकाशीय रेझोल्यूशनसह प्राप्त होते.