அறிமுகம், ஃபோட்டான் எண்ணும் வகை லீனியர் பனிச்சரிவு போட்டோடெக்டர்

அறிமுகம், ஃபோட்டான் எண்ணும் வகைநேரியல் பனிச்சரிவு புகைப்படக் கண்டறிதல்

ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பமானது மின்னணு சாதனங்களின் வாசிப்பு இரைச்சலைக் கடக்க ஃபோட்டான் சிக்னலை முழுமையாகப் பெருக்க முடியும், மேலும் பலவீனமான ஒளி கதிர்வீச்சின் கீழ் டிடெக்டர் வெளியீட்டு மின் சமிக்ஞையின் இயற்கையான தனித்துவமான பண்புகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்குள் டிடெக்டரால் ஃபோட்டான் வெளியீட்டின் எண்ணிக்கையைப் பதிவுசெய்ய முடியும். , மற்றும் ஃபோட்டான் மீட்டரின் மதிப்பின் படி அளவிடப்பட்ட இலக்கின் தகவலை கணக்கிடவும். மிகவும் பலவீனமான ஒளி கண்டறிதலை உணர, ஃபோட்டான் கண்டறிதல் திறன் கொண்ட பல்வேறு வகையான கருவிகள் பல்வேறு நாடுகளில் ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ஒரு திட நிலை பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடியோட் (APD போட்டோடெக்டர்) என்பது ஒளி சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய உள் ஒளிமின் விளைவைப் பயன்படுத்தும் ஒரு சாதனமாகும். வெற்றிட சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​திட-நிலை சாதனங்கள் பதில் வேகம், இருண்ட எண்ணிக்கை, மின் நுகர்வு, தொகுதி மற்றும் காந்தப்புல உணர்திறன் போன்றவற்றில் வெளிப்படையான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. விஞ்ஞானிகள் திட-நிலை APD ஃபோட்டான் எண்ணும் இமேஜிங் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில் ஆராய்ச்சி மேற்கொண்டுள்ளனர்.

APD ஃபோட்டோடெக்டர் சாதனம்கீகர் பயன்முறை (GM) மற்றும் லீனியர் பயன்முறை (LM) ஆகிய இரண்டு வேலை முறைகளைக் கொண்டுள்ளது, தற்போதைய APD ஃபோட்டான் எண்ணும் இமேஜிங் தொழில்நுட்பம் முக்கியமாக Geiger mode APD சாதனத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. கீகர் பயன்முறை APD சாதனங்கள் ஒற்றை ஃபோட்டான் மட்டத்தில் அதிக உணர்திறன் மற்றும் அதிக நேரத் துல்லியத்தைப் பெறுவதற்கு பல்லாயிரக்கணக்கான நானோ விநாடிகளின் உயர் மறுமொழி வேகத்தைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், Geiger mode APD ஆனது டிடெக்டர் டெட் டைம், குறைந்த கண்டறிதல் திறன், பெரிய ஆப்டிகல் குறுக்கெழுத்து மற்றும் குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன் போன்ற சில சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளது, எனவே அதிக கண்டறிதல் விகிதம் மற்றும் குறைந்த தவறான எச்சரிக்கை வீதத்திற்கு இடையே உள்ள முரண்பாட்டை மேம்படுத்துவது கடினம். சத்தமில்லாத உயர்-ஆதாய HgCdTe APD சாதனங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஃபோட்டான் கவுண்டர்கள் நேரியல் பயன்முறையில் இயங்குகின்றன, டெட் டைம் மற்றும் க்ரோஸ்டாக் கட்டுப்பாடுகள் இல்லை, கெய்கர் பயன்முறையுடன் தொடர்புடைய பிந்தைய துடிப்பு இல்லை, க்யூன்ச் சர்க்யூட்கள் தேவையில்லை, அல்ட்ரா-ஹை டைனமிக் ரேஞ்ச், பரந்த மற்றும் டியூன் செய்யக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரல் ரெஸ்பான்ஸ் வரம்பு, மற்றும் கண்டறிதல் திறன் மற்றும் தவறான எண்ணிக்கை விகிதத்திற்கு சுயாதீனமாக உகந்ததாக இருக்கும். இது அகச்சிவப்பு ஃபோட்டான் எண்ணும் இமேஜிங்கின் புதிய பயன்பாட்டுத் துறையைத் திறக்கிறது, இது ஃபோட்டான் எண்ணும் சாதனங்களின் முக்கியமான வளர்ச்சித் திசையாகும், மேலும் வானியல் கண்காணிப்பு, இலவச விண்வெளி தொடர்பு, செயலில் மற்றும் செயலற்ற இமேஜிங், விளிம்பு கண்காணிப்பு மற்றும் பலவற்றில் பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

HgCdTe APD சாதனங்களில் ஃபோட்டான் எண்ணும் கொள்கை

HgCdTe பொருட்களின் அடிப்படையிலான APD ஃபோட்டோடெக்டர் சாதனங்கள் பரந்த அளவிலான அலைநீளங்களை உள்ளடக்கும், மேலும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் அயனியாக்கம் குணகங்கள் மிகவும் வேறுபட்டவை (படம் 1 (a) ஐப் பார்க்கவும்). அவை 1.3~11 µm என்ற கட்-ஆஃப் அலைநீளத்திற்குள் ஒற்றை கேரியர் பெருக்கல் பொறிமுறையை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஏறக்குறைய அதிகப்படியான இரைச்சல் இல்லை (Si APD சாதனங்களின் FSi~2-3 மற்றும் III-V குடும்ப சாதனங்களின் FIII-V~4-5 உடன் ஒப்பிடும்போது (படம் 1 (b) ஐப் பார்க்கவும்), அதனால் சமிக்ஞை- ஆதாயத்தின் அதிகரிப்புடன் சாதனங்களின் இரைச்சல் விகிதம் கிட்டத்தட்ட குறையாது, இது ஒரு சிறந்த அகச்சிவப்பு ஆகும்பனிச்சரிவு போட்டோடெக்டர்.

படம் 1 (அ) பாதரச காட்மியம் டெல்லூரைடு பொருளின் தாக்க அயனியாக்கம் குணகம் விகிதத்திற்கும் Cd இன் கூறு x க்கும் இடையே உள்ள உறவு; (ஆ) வெவ்வேறு பொருள் அமைப்புகளுடன் APD சாதனங்களின் அதிகப்படியான இரைச்சல் காரணி F இன் ஒப்பீடு

ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பம் என்பது ஒரு புதிய தொழில்நுட்பமாகும், இது ஒரு புதிய தொழில்நுட்பமாகும், இது ஒரு ஒளிமின்னழுத்த துடிப்புகளைத் தீர்ப்பதன் மூலம் வெப்ப இரைச்சலில் இருந்து ஒளியியல் சமிக்ஞைகளை டிஜிட்டல் முறையில் பிரித்தெடுக்க முடியும்.போட்டோடெக்டர்ஒரு ஃபோட்டானைப் பெற்ற பிறகு. குறைந்த-ஒளி சமிக்ஞை நேரக் களத்தில் அதிகமாகப் பரவியிருப்பதால், கண்டுபிடிப்பாளரின் மின் சமிக்ஞை வெளியீடும் இயற்கையானது மற்றும் தனித்துவமானது. பலவீனமான ஒளியின் இந்த குணாதிசயத்தின்படி, துடிப்பு பெருக்கம், துடிப்பு பாகுபாடு மற்றும் டிஜிட்டல் எண்ணும் நுட்பங்கள் பொதுவாக மிகவும் பலவீனமான ஒளியைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நவீன ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பமானது அதிக சிக்னல்-க்கு-இரைச்சல் விகிதம், அதிக பாகுபாடு, அதிக அளவீட்டு துல்லியம், நல்ல சறுக்கல், நல்ல நேர நிலைத்தன்மை போன்ற பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்விற்கு டிஜிட்டல் சிக்னல் வடிவில் கணினியில் தரவை வெளியிடலாம். மற்றும் செயலாக்கம், இது மற்ற கண்டறிதல் முறைகளால் ஒப்பிட முடியாது. தற்போது, ​​ஃபோட்டான் எண்ணும் முறை தொழில்துறை அளவீடு மற்றும் குறைந்த ஒளி கண்டறிதல் துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது நேரியல் அல்லாத ஒளியியல், மூலக்கூறு உயிரியல், அல்ட்ரா-ஹை ரெசல்யூஷன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, வானியல் ஒளிக்கதிர், வளிமண்டல மாசு அளவீடு போன்றவை. பலவீனமான ஒளி சமிக்ஞைகளைப் பெறுதல் மற்றும் கண்டறிதல். மெர்குரி காட்மியம் டெல்லூரைடு பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடெக்டரில் அதிகப்படியான சத்தம் இல்லை, ஆதாயம் அதிகரிக்கும் போது, ​​சிக்னல்-டு-இரைச்சல் விகிதம் சிதைவதில்லை, மேலும் கெய்கர் பனிச்சரிவு சாதனங்களுடன் தொடர்புடைய டெட் டைம் மற்றும் பிந்தைய துடிப்பு கட்டுப்பாடு எதுவும் இல்லை, இது மிகவும் பொருத்தமானது. ஃபோட்டான் எண்ணிக்கையில் பயன்பாடு, மற்றும் எதிர்காலத்தில் ஃபோட்டான் எண்ணும் சாதனங்களின் முக்கியமான வளர்ச்சி திசையாகும்.