كىرىش سۆز، فوتون ساناش تىپىدىكى سىزىقلىق قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى

كىرىش سۆز، فوتون ساناش تىپىسىزىقلىق قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى

فوتون ساناش تېخنىكىسى فوتون سىگنالىنى تولۇق كۈچەيتىپ، ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئوقۇش شاۋقۇنىنى يېڭىپ، ئاجىز نۇر نۇرى ئاستىدا دېتېكتورنىڭ چىقىرىش ئېلېكتر سىگنالىنىڭ تەبىئىي ئايرىم خۇسۇسىيىتى ئارقىلىق بەلگىلىك ۋاقىت ئىچىدە دېتېكتور چىقارغان فوتون سانىنى خاتىرىلىيەلەيدۇ، ھەمدە فوتون ئۆلچەش ئەسۋابىنىڭ قىممىتىگە ئاساسەن ئۆلچەنگەن نىشاننىڭ ئۇچۇرىنى ھېسابلىيالايدۇ. ئىنتايىن ئاجىز نۇرنى بايقاشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن، ھەر قايسى دۆلەتلەردە فوتون بايقاش ئىقتىدارىغا ئىگە نۇرغۇن خىل ئۈسكۈنىلەر تەتقىق قىلىندى. قاتتىق ھالەتلىك قار كۆچۈش فوتودىئودى (APD فوتودېتېكتورى) ئىچكى فوتوئېلېكتر ئېففېكتىنى ئىشلىتىپ يورۇقلۇق سىگنالىنى بايقىيالايدىغان ئۈسكۈنە. ۋاكۇئۇم ئۈسكۈنىلىرىگە سېلىشتۇرغاندا، قاتتىق ھالەتلىك ئۈسكۈنىلەر ئىنكاس سۈرئىتى، قاراڭغۇ ساناش، توك سەرپىياتى، ھەجىم ۋە ماگنىت مەيدانى سەزگۈرلۈكى قاتارلىق جەھەتلەردە روشەن ئەۋزەللىككە ئىگە. ئالىملار قاتتىق ھالەتلىك APD فوتون ساناش رەسىم تېخنىكىسىغا ئاساسەن تەتقىقات ئېلىپ باردى.

APD فوتوئېلېكتر ئۈسكۈنىسىگېيگېر ھالىتى (GM) ۋە سىزىقلىق ھالىتى (LM) ئىككى خىل خىزمەت ھالىتىگە ئىگە، ھازىرقى APD فوتون ساناش سۈرەتكە ئېلىش تېخنىكىسى ئاساسلىقى گېيگېر ھالىتىدىكى APD ئۈسكۈنىسىنى ئىشلىتىدۇ. گېيگېر ھالىتىدىكى APD ئۈسكۈنىلىرى يەككە فوتون سەۋىيىسىدە يۇقىرى سەزگۈرلۈككە ئىگە ۋە يۇقىرى ۋاقىت توغرىلىقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ئون نەچچە نانو سېكۇنت يۇقىرى جاۋاب قايتۇرۇش سۈرئىتىگە ئىگە. قانداقلا بولمىسۇن، گېيگېر ھالىتىدىكى APD دا دېتېكتورنىڭ ئۆلۈك ۋاقتى، تۆۋەن بايقاش ئۈنۈمى، چوڭ ئوپتىكىلىق كرېست سۆز ۋە تۆۋەن بوشلۇق ئېنىقلىقى قاتارلىق بەزى مەسىلىلەر بار، شۇڭا يۇقىرى بايقاش سۈرئىتى بىلەن تۆۋەن يالغان ئاگاھلاندۇرۇش سۈرئىتى ئوتتۇرىسىدىكى زىددىيەتنى ئەلالاشتۇرۇش تەس. يېقىن شاۋقۇنسىز يۇقىرى پايدا HgCdTe APD ئۈسكۈنىلىرىگە ئاساسلانغان فوتون ساناش ئۈسكۈنىلىرى سىزىقلىق ھالەتتە ئىشلەيدۇ، ئۆلۈك ۋاقىت ۋە ئۆزئارا سۆزلىشىش چەكلىمىسى يوق، گېيگېر ھالىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك كېيىنكى ئىمپۇلس يوق، سۈزۈش توك يولىنى تەلەپ قىلمايدۇ، ئىنتايىن يۇقىرى دىنامىك دائىرە، كەڭ ۋە تەڭشىگىلى بولىدىغان سپېكتىرلىق جاۋاب دائىرىسىگە ئىگە، ھەمدە بايقاش ئۈنۈمى ۋە يالغان ساناش سۈرئىتى ئۈچۈن مۇستەقىل ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ. ئۇ ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق فوتون ساناش رەسىملىرىنىڭ يېڭى قوللىنىشچان ساھەسىنى ئاچىدۇ، فوتون ساناش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مۇھىم تەرەققىيات يۆنىلىشى بولۇپ، ئاسترونومىيىلىك كۆزىتىش، ئەركىن بوشلۇق ئالاقىسى، ئاكتىپ ۋە پاسسىپ رەسىملەر، چەتنى ئىز قوغلاش قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىش ئىستىقبالىغا ئىگە.

HgCdTe APD ئۈسكۈنىلىرىدە فوتون ساناش پىرىنسىپى

HgCdTe ماتېرىياللىرىغا ئاساسلانغان APD فوتوئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرى كەڭ دائىرىلىك دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى قاپلىيالايدۇ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ ئىئونلىشىش كوئېففىتسېنتى ئىنتايىن پەرقلىق (1-رەسىم (a) غا قاراڭ). ئۇلار 1.3 ~ 11 µm كېسىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئىچىدە يەككە توشۇغۇچى كۆپەيتىش مېخانىزمىنى نامايان قىلىدۇ. ئارتۇق شاۋقۇن يوق (Si APD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئارتۇق شاۋقۇن كوئېففىتسېنتى FSi~2-3 ۋە III-V ئائىلىسىدىكى ئۈسكۈنىلەرنىڭ FIII-V~4-5 بىلەن سېلىشتۇرغاندا (1-رەسىم (b) غا قاراڭ))، شۇڭا ئۈسكۈنىلەرنىڭ سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى ئېشىش نىسبىتىنىڭ ئېشىشى بىلەن ئاساسەن تۆۋەنلىمەيدۇ، بۇ بولسا ئەڭ ياخشى ئىنفىرا قىزىل نۇر.قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى.

1-رەسىم (a) سىماب كادمىي تېللۇرىد ماتېرىيالىنىڭ سوقۇلۇش ئىئونلىشىش كوئېففىتسېنتى نىسبىتى بىلەن Cd نىڭ x تەركىبى ئوتتۇرىسىدىكى مۇناسىۋەت؛ (b) APD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ھەر خىل ماتېرىيال سىستېمىلىرى بىلەن بولغان ئارتۇق شاۋقۇن كوئېففىتسېنتى F نى سېلىشتۇرۇش

فوتون ساناش تېخنىكىسى يېڭى بىر تېخنىكا بولۇپ، فوتوئېلېكترون ئىمپۇلسلىرىنى ھەل قىلىش ئارقىلىق ئىسسىقلىق شاۋقۇنىدىن ئوپتىكىلىق سىگناللارنى رەقەملىك ھالدا چىقىرالايدۇ.فوتودېتېكتوربىر فوتوننى تاپشۇرۇۋالغاندىن كېيىن. ئاجىز نۇر سىگنالى ۋاقىت دائىرىسىدە تېخىمۇ تارقاق بولغاچقا، تەكشۈرگۈچنىڭ ئېلېكتر سىگنالىمۇ تەبىئىي ۋە ئايرىم بولىدۇ. ئاجىز نۇرنىڭ بۇ ئالاھىدىلىكىگە ئاساسەن، ئىمپۇلس كۈچەيتىش، ئىمپۇلس پەرقلەندۈرۈش ۋە رەقەملىك ساناش تېخنىكىلىرى ئادەتتە ئىنتايىن ئاجىز نۇرنى بايقاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. زامانىۋى فوتون ساناش تېخنىكىسىنىڭ نۇرغۇن ئەۋزەللىكلىرى بار، مەسىلەن يۇقىرى سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى، يۇقىرى پەرقلەندۈرۈش، يۇقىرى ئۆلچەش توغرىلىقى، ياخشى سۈرۈلۈشكە قارشى تۇرۇش، ياخشى ۋاقىت مۇقىملىقى قاتارلىقلار، شۇنداقلا سانلىق مەلۇماتلارنى كومپيۇتېرغا رەقەملىك سىگنال شەكلىدە چىقىرىپ، كېيىنكى ئانالىز ۋە بىر تەرەپ قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتەلەيدۇ، بۇ باشقا بايقاش ئۇسۇللىرى بىلەن سېلىشتۇرغىلى بولمايدۇ. ھازىر، فوتون ساناش سىستېمىسى سانائەت ئۆلچەش ۋە ئاجىز نۇر سىگنالىنى بايقاش ساھەسىدە كەڭ قوللىنىلىۋاتىدۇ، مەسىلەن سىزىقسىز ئوپتىكا، مولېكۇلا بىئولوگىيەسى، ئۇلترا يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى سپېكتروسكوپىيە، ئاسترونومىيە فوتومېتىرىيەسى، ئاتموسفېرا بۇلغىنىشىنى ئۆلچەش قاتارلىقلار، بۇلار ئاجىز نۇر سىگنالىنى ئېلىش ۋە بايقاش بىلەن مۇناسىۋەتلىك. سىماب كادمىي تېللۇرىد قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىدا دېگۈدەك ئارتۇقچە شاۋقۇن يوق، كۈچەيتىش كۈچى ئاشقانسېرى، سىگنال-شاۋقۇن نىسبىتى تۆۋەنلىمەيدۇ، ھەمدە گېيگېر قار كۆچۈش ئۈسكۈنىلىرىگە مۇناسىۋەتلىك ئۆلۈك ۋاقىت ۋە ئىمپۇلستىن كېيىنكى چەكلىمە يوق، بۇ فوتون ساناشتا ئىشلىتىشكە ناھايىتى ماس كېلىدۇ، شۇنداقلا كەلگۈسىدىكى فوتون ساناش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مۇھىم تەرەققىيات يۆنىلىشى.