ਜਾਣ-ਪਛਾਣ, ਫੋਟੋਨ ਕਾਊਂਟਿੰਗ ਟਾਈਪ ਲੀਨੀਅਰ ਐਵਲੈਂਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਜਾਣ-ਪਛਾਣ, ਫੋਟੋਨ ਗਿਣਤੀ ਦੀ ਕਿਸਮਰੇਖਿਕ ਬਰਫਬਾਰੀ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ

ਫੋਟੌਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਦੇ ਰੀਡਆਊਟ ਰੌਲੇ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ ਫੋਟੌਨ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵਧਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੋਸ਼ਨੀ ਕਿਰਨਾਂ ਅਧੀਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਦੀਆਂ ਕੁਦਰਤੀ ਵੱਖਰੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੁਆਰਾ ਫੋਟੌਨ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਨੂੰ ਰਿਕਾਰਡ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। , ਅਤੇ ਫੋਟੌਨ ਮੀਟਰ ਦੇ ਮੁੱਲ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਮਾਪੇ ਗਏ ਟੀਚੇ ਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ। ਬਹੁਤ ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੋਸ਼ਨੀ ਖੋਜ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੇਸ਼ਾਂ ਵਿੱਚ ਫੋਟੌਨ ਖੋਜ ਸਮਰੱਥਾ ਵਾਲੇ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਯੰਤਰਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਇੱਕ ਠੋਸ ਅਵਸਥਾ ਬਰਫ਼ਬਾਰੀ ਫੋਟੋਡੀਓਡ (APD ਫੋਟੋ ਡਿਟੈਕਟਰ) ਇੱਕ ਯੰਤਰ ਹੈ ਜੋ ਲਾਈਟ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣ ਲਈ ਅੰਦਰੂਨੀ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਵੈਕਿਊਮ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ, ਡਾਰਕ ਕਾਉਂਟ, ਪਾਵਰ ਖਪਤ, ਵਾਲੀਅਮ ਅਤੇ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਫੀਲਡ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਆਦਿ ਵਿੱਚ ਸਪੱਸ਼ਟ ਫਾਇਦੇ ਹਨ। ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਏਪੀਡੀ ਫੋਟੋਨ ਕਾਊਂਟਿੰਗ ਇਮੇਜਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਹੈ।

APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਯੰਤਰਗੀਜਰ ਮੋਡ (GM) ਅਤੇ ਲੀਨੀਅਰ ਮੋਡ (LM) ਦੋ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਮੋਡ ਹਨ, ਮੌਜੂਦਾ APD ਫੋਟੋਨ ਕਾਊਂਟਿੰਗ ਇਮੇਜਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗੀਜਰ ਮੋਡ APD ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਗੀਜਰ ਮੋਡ APD ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਸਮੇਂ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੌਨ ਦੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਨੈਨੋ ਸਕਿੰਟਾਂ ਦੀ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਦੀ ਗਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਗੀਜਰ ਮੋਡ APD ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਿਟੈਕਟਰ ਡੈੱਡ ਟਾਈਮ, ਘੱਟ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਵੱਡਾ ਆਪਟੀਕਲ ਕ੍ਰਾਸਵਰਡ ਅਤੇ ਘੱਟ ਸਥਾਨਿਕ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ, ਇਸਲਈ ਉੱਚ ਖੋਜ ਦਰ ਅਤੇ ਘੱਟ ਗਲਤ ਅਲਾਰਮ ਦਰ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵਿਰੋਧਾਭਾਸ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਨੇੜੇ-ਸ਼ੋਰ ਰਹਿਤ ਉੱਚ-ਲਾਭ ਵਾਲੇ HgCdTe APD ਡਿਵਾਈਸਾਂ 'ਤੇ ਆਧਾਰਿਤ ਫੋਟੌਨ ਕਾਊਂਟਰ ਲੀਨੀਅਰ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਕੋਈ ਡੈੱਡ ਟਾਈਮ ਅਤੇ ਕ੍ਰਾਸਸਟਾਲ ਪਾਬੰਦੀਆਂ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ, ਗੀਜਰ ਮੋਡ ਨਾਲ ਕੋਈ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਜੁੜੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ, ਬੁਝਾਉਣ ਵਾਲੇ ਸਰਕਟਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ, ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਡਾਇਨਾਮਿਕ ਰੇਂਜ, ਚੌੜੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਅਤੇ ਟਿਊਨੇਬਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਜਵਾਬ ਰੇਂਜ, ਅਤੇ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਗਲਤ ਗਿਣਤੀ ਦਰ ਲਈ ਸੁਤੰਤਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਇਮੇਜਿੰਗ ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਫੀਲਡ ਖੋਲ੍ਹਦਾ ਹੈ, ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਕਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਖਗੋਲ-ਵਿਗਿਆਨਕ ਨਿਰੀਖਣ, ਖਾਲੀ ਥਾਂ ਸੰਚਾਰ, ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਅਤੇ ਪੈਸਿਵ ਇਮੇਜਿੰਗ, ਫਰਿੰਜ ਟਰੈਕਿੰਗ ਆਦਿ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਹਨ।

HgCdTe APD ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਨ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ

HgCdTe ਸਮੱਗਰੀਆਂ 'ਤੇ ਆਧਾਰਿਤ APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਯੰਤਰ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੀ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਨੂੰ ਕਵਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਛੇਕਾਂ ਦੇ ਆਇਓਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਗੁਣਾਂਕ ਬਹੁਤ ਵੱਖਰੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 1 (ਏ) ਦੇਖੋ)। ਉਹ 1.3~11 µm ਦੀ ਕੱਟ-ਆਫ ਤਰੰਗ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕੈਰੀਅਰ ਗੁਣਾ ਵਿਧੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇੱਥੇ ਲਗਭਗ ਕੋਈ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸ਼ੋਰ ਨਹੀਂ ਹੈ (Si APD ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਾਧੂ ਸ਼ੋਰ ਫੈਕਟਰ FSi~2-3 ਅਤੇ III-V ਫੈਮਿਲੀ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ FIII-V~4-5 ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ (ਚਿੱਤਰ 1 (ਬੀ) ਦੇਖੋ), ਤਾਂ ਜੋ ਸਿਗਨਲ- ਉਪਕਰਨਾਂ ਦਾ ਰੌਲਾ-ਰੱਪਾ ਅਨੁਪਾਤ ਲਾਭ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨਾਲ ਲਗਭਗ ਨਹੀਂ ਘਟਦਾ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਹੈਬਰਫ਼ਬਾਰੀ ਫੋਟੋ ਡਿਟੈਕਟਰ.

ਅੰਜੀਰ. 1 (ਏ) ਪਾਰਾ ਕੈਡਮੀਅਮ ਟੇਲਰਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਸੀਡੀ ਦੇ ਕੰਪੋਨੈਂਟ x ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ionization ਗੁਣਾਂਕ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧ; (ਬੀ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ APD ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਾਧੂ ਸ਼ੋਰ ਫੈਕਟਰ F ਦੀ ਤੁਲਨਾ

ਫੋਟੌਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਤਕਨੀਕ ਹੈ ਜੋ ਥਰਮਲ ਸ਼ੋਰ ਤੋਂ ਆਪਟੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ੀਟਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੱਢ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦਾਲਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਕੇਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੇ ਬਾਅਦ. ਕਿਉਂਕਿ ਘੱਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦਾ ਸਿਗਨਲ ਟਾਈਮ ਡੋਮੇਨ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਖਿੰਡਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੁਆਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਆਉਟਪੁੱਟ ਵੀ ਕੁਦਰਤੀ ਅਤੇ ਵੱਖਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਇਸ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਪਲਸ ਐਂਪਲੀਫੀਕੇਸ਼ਨ, ਪਲਸ ਵਿਤਕਰਾ ਅਤੇ ਡਿਜੀਟਲ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਆਧੁਨਿਕ ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਫਾਇਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਉੱਚ ਸਿਗਨਲ-ਟੂ-ਆਇਸ ਅਨੁਪਾਤ, ਉੱਚ ਵਿਤਕਰਾ, ਉੱਚ ਮਾਪ ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਚੰਗੀ ਐਂਟੀ-ਡ੍ਰਿਫਟ, ਵਧੀਆ ਸਮਾਂ ਸਥਿਰਤਾ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਲਈ ਡਿਜੀਟਲ ਸਿਗਨਲ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕੰਪਿਊਟਰ ਨੂੰ ਡਾਟਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ, ਜੋ ਕਿ ਹੋਰ ਖੋਜ ਵਿਧੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਬੇਮਿਸਾਲ ਹੈ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਫੋਟੌਨ ਗਿਣਤੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਉਦਯੋਗਿਕ ਮਾਪ ਅਤੇ ਘੱਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਖੋਜ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਆਪਟਿਕਸ, ਮੋਲੀਕਿਊਲਰ ਬਾਇਓਲੋਜੀ, ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਸਪੈਕਟਰੋਸਕੋਪੀ, ਖਗੋਲੀ ਫੋਟੋਮੈਟਰੀ, ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਪ੍ਰਦੂਸ਼ਣ ਮਾਪ, ਆਦਿ, ਜੋ ਕਿ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹਨ। ਕਮਜ਼ੋਰ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਅਤੇ ਖੋਜ ਲਈ। ਪਾਰਾ ਕੈਡਮੀਅਮ ਟੇਲੁਰਾਈਡ ਐਵਲੈਂਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਕੋਲ ਲਗਭਗ ਕੋਈ ਵਾਧੂ ਸ਼ੋਰ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਲਾਭ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਸਿਗਨਲ-ਟੂ-ਆਵਾਜ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਸੜਦਾ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੀਜਰ ਬਰਫ਼ਬਾਰੀ ਯੰਤਰਾਂ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਕੋਈ ਡੈੱਡ ਟਾਈਮ ਅਤੇ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਪਾਬੰਦੀ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਬਹੁਤ ਢੁਕਵੀਂ ਹੈ। ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਕਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਹੈ।