அறிமுகம், ஃபோட்டான் எண்ணும் வகை நேரியல் பனிச்சரிவு ஒளி உணரி

அறிமுகம், ஃபோட்டான் எண்ணும் வகைநேரியல் பனிச்சரிவு ஒளி உணரி

ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பமானது, மின்னணு சாதனங்களின் வாசிப்பு இரைச்சலைச் சமாளிக்கும் வகையில் ஃபோட்டான் சமிக்ஞையை முழுமையாகப் பெருக்கி, மங்கலான ஒளிக்கதிர்வீச்சின் கீழ் கண்டறியும் கருவியின் வெளியீட்டு மின் சமிக்ஞையின் இயல்பான தனித்தன்மைகளைப் பயன்படுத்தி, ஒரு குறிப்பிட்ட காலப்பகுதியில் கண்டறியும் கருவியால் வெளியிடப்படும் ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைப் பதிவுசெய்து, ஃபோட்டான் மீட்டரின் மதிப்பின்படி அளவிடப்பட்ட இலக்கின் தகவலைக் கணக்கிடுகிறது. மிகவும் மங்கலான ஒளியைக் கண்டறியும் பொருட்டு, ஃபோட்டான் கண்டறியும் திறன் கொண்ட பலவிதமான கருவிகள் பல்வேறு நாடுகளில் ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ஒரு திட நிலை அவலான்ச் ஃபோட்டோடியோட் (APD ஒளி உணரிAPD என்பது ஒளி சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய அக ஒளிமின் விளைவைப் பயன்படுத்தும் ஒரு கருவியாகும். வெற்றிடக் கருவிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​திடநிலைக் கருவிகள் துரித செயல்பாடு, இருள் எண்ணிக்கை, மின் நுகர்வு, கொள்ளளவு மற்றும் காந்தப்புல உணர்திறன் போன்றவற்றில் தெளிவான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. விஞ்ஞானிகள் திடநிலை APD ஃபோட்டான் எண்ணும் படமாக்கல் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையில் ஆராய்ச்சிகளை மேற்கொண்டுள்ளனர்.

APD ஒளி உணரி சாதனம்கெய்கர் பயன்முறை (GM) மற்றும் நேரியல் பயன்முறை (LM) என இரண்டு செயல்பாட்டு முறைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், தற்போதைய APD ஃபோட்டான் எண்ணும் படமாக்கல் தொழில்நுட்பம் முக்கியமாக கெய்கர் பயன்முறை APD சாதனத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. கெய்கர் பயன்முறை APD சாதனங்கள், ஒற்றை ஃபோட்டான் மட்டத்தில் அதிக உணர்திறனையும், பத்து நானோ வினாடிகள் அளவிலான உயர் பதிலளிப்பு வேகத்தையும் கொண்டு உயர் நேரத் துல்லியத்தைப் பெறுகின்றன. இருப்பினும், கெய்கர் பயன்முறை APD-யில் கண்டறிவானின் செயலிழப்பு நேரம், குறைந்த கண்டறிதல் செயல்திறன், பெரிய ஒளியியல் குறுக்கீடு மற்றும் குறைந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறன் போன்ற சில சிக்கல்கள் உள்ளன. எனவே, உயர் கண்டறிதல் விகிதம் மற்றும் குறைந்த தவறான எச்சரிக்கை விகிதம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான முரண்பாட்டைச் சமன் செய்வது கடினமாக உள்ளது. கிட்டத்தட்ட இரைச்சலற்ற உயர்-பெறுமான HgCdTe APD சாதனங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஃபோட்டான் எண்ணிகள் நேரியல் பயன்முறையில் செயல்படுகின்றன; இவற்றில் செயலிழப்பு நேரம் மற்றும் குறுக்கீடு கட்டுப்பாடுகள் இல்லை; கெய்கர் பயன்முறையுடன் தொடர்புடைய பிந்தைய துடிப்பு இல்லை; தணிப்புச் சுற்றுகள் தேவையில்லை; மிக உயர் இயக்க வரம்பு, பரந்த மற்றும் சரிசெய்யக்கூடிய நிறமாலை பதிலளிப்பு வரம்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன; மேலும், கண்டறிதல் செயல்திறன் மற்றும் தவறான எண்ணிக்கை விகிதத்திற்காக இவற்றைத் தனித்தனியாகச் சமன்படுத்த முடியும். இது அகச்சிவப்பு ஃபோட்டான் எண்ணும் படமாக்கல் என்ற ஒரு புதிய பயன்பாட்டுத் துறையைத் திறக்கிறது, ஃபோட்டான் எண்ணும் சாதனங்களின் ஒரு முக்கிய வளர்ச்சித் திசையாகும், மேலும் வானியல் கண்காணிப்பு, திறந்தவெளித் தொடர்பு, செயல்திறன் மிக்க மற்றும் செயலற்ற படமாக்கல், விளிம்புத் தடமறிதல் போன்றவற்றில் பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

HgCdTe APD சாதனங்களில் ஃபோட்டான் எண்ணிக்கையின் கொள்கை

HgCdTe பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட APD ஒளி உணரி சாதனங்கள் பரந்த அலைநீள வரம்பை உள்ளடக்க முடியும், மேலும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் அயனியாக்கக் குணகங்கள் மிகவும் வேறுபட்டவை (படம் 1 (a) ஐப் பார்க்கவும்). அவை 1.3~11 µm துண்டிப்பு அலைநீளத்திற்குள் ஒற்றை கேரியர் பெருக்க பொறிமுறையை வெளிப்படுத்துகின்றன. கிட்டத்தட்ட அதிகப்படியான இரைச்சல் இல்லை (Si APD சாதனங்களின் அதிகப்படியான இரைச்சல் காரணி FSi~2-3 மற்றும் III-V குடும்ப சாதனங்களின் FIII-V~4-5 உடன் ஒப்பிடும்போது (படம் 1 (b) ஐப் பார்க்கவும்)), அதனால் சாதனங்களின் சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதம் ஆதாயம் அதிகரித்தாலும் கிட்டத்தட்ட குறையாது, இது ஒரு சிறந்த அகச்சிவப்பு சாதனமாகும்.பனிச்சரிவு ஒளி உணரி.

படம் 1 (அ) மெர்குரி காட்மியம் டெலூரைடு பொருளின் தாக்க அயனியாக்க குணக விகிதத்திற்கும் Cd-இன் கூறு x-க்கும் இடையேயான தொடர்பு; (ஆ) வெவ்வேறு பொருள் அமைப்புகளைக் கொண்ட APD சாதனங்களின் அதிகப்படியான இரைச்சல் காரணி F-இன் ஒப்பீடு.

ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பம் என்பது, ஒரு ஒளிக்கற்றையால் உருவாக்கப்படும் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் துடிப்புகளைப் பிரித்தறிவதன் மூலம், வெப்ப இரைச்சலிலிருந்து ஒளியியல் சமிக்ஞைகளை இலக்கமுறையில் பிரித்தெடுக்கக்கூடிய ஒரு புதிய தொழில்நுட்பமாகும்.ஒளி உணரிஒற்றை ஃபோட்டானைப் பெற்ற பிறகு. குறைந்த ஒளி சமிக்ஞையானது நேரக் களத்தில் அதிகமாக சிதறடிக்கப்படுவதால், கண்டறியும் கருவியால் வெளியிடப்படும் மின் சமிக்ஞையும் இயல்பானதாகவும் தனித்தன்மை வாய்ந்ததாகவும் உள்ளது. பலவீனமான ஒளியின் இந்த பண்பின்படி, மிகவும் பலவீனமான ஒளியைக் கண்டறிய பொதுவாக துடிப்பு பெருக்கம், துடிப்பு பாகுபாடு மற்றும் டிஜிட்டல் எண்ணும் நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நவீன ஃபோட்டான் எண்ணும் தொழில்நுட்பம், உயர் சமிக்ஞை-இரைச்சல் விகிதம், உயர் பாகுபாடு, உயர் அளவீட்டுத் துல்லியம், நல்ல சறுக்கல் எதிர்ப்பு, நல்ல நேர நிலைத்தன்மை போன்ற பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், இது பிற்கால பகுப்பாய்வு மற்றும் செயலாக்கத்திற்காக தரவுகளை டிஜிட்டல் சமிக்ஞை வடிவில் கணினிக்கு வெளியிடும் திறன் கொண்டது, இது மற்ற கண்டறியும் முறைகளால் ஈடு செய்ய முடியாதது. தற்போது, ​​ஃபோட்டான் எண்ணும் அமைப்பானது, பலவீனமான ஒளி சமிக்ஞைகளைப் பெறுதல் மற்றும் கண்டறிதல் தொடர்பான தொழில்துறை அளவீடு மற்றும் குறைந்த ஒளி கண்டறிதல் துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, நேரியல் அல்லாத ஒளியியல், மூலக்கூறு உயிரியல், அதி உயர் தெளிவுத்திறன் நிறமாலையியல், வானியல் ஒளி அளவியல், வளிமண்டல மாசுபாடு அளவீடு போன்ற துறைகளில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. மெர்குரி காட்மியம் டெல்லூரைடு அவலான்ச் ஃபோட்டோடெடெக்டரில் கிட்டத்தட்ட அதிகப்படியான இரைச்சல் இல்லை. அதன் பெருக்கம் அதிகரிக்கும்போது, ​​சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதம் குறைவதில்லை. மேலும், கெய்கர் அவலான்ச் கருவிகளில் காணப்படுவது போன்ற டெட் டைம் மற்றும் போஸ்ட்-பல்ஸ் கட்டுப்பாடுகளும் இதில் இல்லை. இது ஃபோட்டான் எண்ணிக்கைப் பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, மேலும் இது எதிர்காலத்தில் ஃபோட்டான் எண்ணிக்கைக் கருவிகளின் ஒரு முக்கிய வளர்ச்சித் திசையாகும்.