تونۇشتۇرۇش ، فوتون ھېسابلاش تىپىدىكى سىزىقلىق قار كۆچكۈنى فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىسى

تونۇشتۇرۇش ، فوتون ھېسابلاش تىپىسىزىقلىق قار كۆچۈش فوتوگراف

فوتون ھېسابلاش تېخنىكىسى ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئوقۇش شاۋقۇنىنى يېڭىش ئۈچۈن فوتون سىگنالىنى تولۇق كۈچەيتەلەيدۇ ھەمدە ئاجىز نۇر رادىئاتسىيىسى ئاستىدا تەكشۈرگۈچنىڭ ئېلېكتر سىگنالىنىڭ تەبىئىي پەرقلەندۈرۈش ئالاھىدىلىكىنى ئىشلىتىپ ، تەكشۈرگۈچنىڭ مەلۇم ۋاقىت ئىچىدە چىقارغان فوتون سانىنى خاتىرىلىيەلەيدۇ. ، ۋە ئۆلچەملىك نىشاننىڭ ئۇچۇرىنى فوتون مېتىرنىڭ قىممىتىگە ئاساسەن ھېسابلاڭ. ئىنتايىن ئاجىز نۇرنى بايقاشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن ، ھەرقايسى دۆلەتلەردە فوتون پەرقلەندۈرۈش ئىقتىدارىغا ئىگە نۇرغۇن ئوخشىمىغان ئەسۋابلار تەتقىق قىلىندى. قاتتىق ھالەتتىكى قار كۆچۈش فوتودىئودى (APD فوتوگراف) ئىچكى سىگنال ئېففېكتىنى ئىشلىتىپ نۇر سىگنالىنى ئېنىقلايدىغان ئۈسكۈنىدۇر. ۋاكۇئۇملۇق ئۈسكۈنىلەرگە سېلىشتۇرغاندا ، قاتتىق ھالەتتىكى ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى ، قاراڭغۇ ھېسابلاش ، توك سەرپىياتى ، ھەجىمى ۋە ماگنىت مەيدانى سەزگۈرلۈكى قاتارلىقلاردا كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكى بار ، ئالىملار قاتتىق ھالەتتىكى APD فوتون ھېسابلاش تەسۋىر ھاسىل قىلىش تېخنىكىسىنى ئاساس قىلىپ تەتقىقات ئېلىپ باردى.

APD فوتوگراف ئۈسكۈنىسىGeiger ھالىتى (GM) ۋە سىزىقلىق ھالەت (LM) دىن ئىبارەت ئىككى خىل خىزمەت شەكلى بار ، ھازىرقى APD فوتون ھېسابلاش تەسۋىر ھاسىل قىلىش تېخنىكىسى ئاساسلىقى Geiger ھالىتى APD ئۈسكۈنىسىنى ئىشلىتىدۇ. Geiger ھالىتى APD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يەككە فوتون سەۋىيىسىدىكى سەزگۈرلۈكى يۇقىرى ، ئون نەچچە نانو سېكۇنت يۇقىرى ئىنكاس قايتۇرۇش سۈرئىتى يۇقىرى ۋاقىتنىڭ توغرىلىقىغا ئېرىشىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، گېيگېر ھالىتى APD دا تەكشۈرگۈچنىڭ ئۆلۈش ۋاقتى ، تۆۋەن بايقاش ئۈنۈمى ، چوڭ ئوپتىكىلىق ھالقىلىق سۆز ۋە بوشلۇقنىڭ ئېنىقلىق دەرىجىسى تۆۋەن بولۇش قاتارلىق بىر قىسىم مەسىلىلەر بار ، شۇڭا يۇقىرى بايقاش نىسبىتى بىلەن تۆۋەن يالغان ئاگاھلاندۇرۇش نىسبىتى ئوتتۇرىسىدىكى زىددىيەتنى ئەلالاشتۇرۇش تەس. شاۋقۇن-سۈرەنسىز يۇقىرى پايدا ئالىدىغان HgCdTe APD ئۈسكۈنىلىرىنى ئاساس قىلغان فوتون ھېسابلىغۇچ سىزىقلىق ھالەتتە مەشغۇلات قىلىدۇ ، ئۆلۈش ۋاقتى ۋە يول ئېغىزى چەكلىمىسى يوق ، گېگېر ھالىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك تومۇردىن كېيىنكى تومۇر يوق ، ئۆچۈرۈش توك يولى تەلەپ قىلمايدۇ ، دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى ھەرىكەتچان دائىرە ، كەڭ. تەڭشىگىلى بولىدىغان سپېكترا ئىنكاس دائىرىسى ، بايقاش ئۈنۈمى ۋە يالغان ھېسابلاش نىسبىتى ئۈچۈن مۇستەقىل ئەلالاشتۇرغىلى بولىدۇ. ئۇ ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق فوتون ھېسابلاش تەسۋىرىنىڭ يېڭى قوللىنىشچان ساھەسىنى ئاچىدۇ ، فوتون ھېسابلاش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مۇھىم تەرەققىيات يۆنىلىشى بولۇپ ، ئاسترونومىيىلىك كۆزىتىش ، ئەركىن بوشلۇق ئالاقىسى ، ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەسۋىر ھاسىل قىلىش ، گىرۋەكنى ئىز قوغلاش قاتارلىقلاردا كەڭ قوللىنىش ئىستىقبالىغا ئىگە.

HgCdTe APD ئۈسكۈنىلىرىدە فوتون ھېسابلاش پرىنسىپى

HgCdTe ماتېرىياللىرىنى ئاساس قىلغان APD فوتوئېلېكتور ئۈسكۈنىلىرى كەڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى قاپلىيالايدۇ ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ ئىئونلاشتۇرۇش كوئېففىتسېنتى ئوخشىمايدۇ (1-رەسىمگە قاراڭ). ئۇلار ئۈزۈلۈپ قالغان دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1.3 ~ 11 µm ئىچىدە يەككە توشۇغۇچى كۆپەيتىش مېخانىزمىنى نامايان قىلىدۇ. ئارتۇقچە شاۋقۇن يوق (Si APD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ FSi ~ 2-3 دىن ئېشىپ كەتكەن شاۋقۇن ئامىلى ۋە III-V ئائىلە ئۈسكۈنىلىرىنىڭ FIII-V ~ 4-5 گە سېلىشتۇرغاندا (1-رەسىم (b) گە قاراڭ) ، شۇڭا سىگنال- ئۈسكۈنىلەرنىڭ شاۋقۇن نىسبىتى پايدىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ئاساسەن تۆۋەنلىمەيدۇ ، بۇ كۆڭۈلدىكىدەك ئىنفىرا قىزىل نۇرقار كۆچكۈنى فوتوگراف.

FIG. 1. (b) ئوخشىمىغان ماتېرىيال سىستېمىسى بىلەن APD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئارتۇقچە شاۋقۇن ئامىلى F نى سېلىشتۇرۇش

فوتون ھېسابلاش تېخنىكىسى يېڭى ھاسىل قىلىنغان تېخنىكا بولۇپ ، a ئارقىلىق ھاسىل قىلىنغان فوتو ئېلېكترون تومۇرنى ھەل قىلىش ئارقىلىق ئىسسىقلىق شاۋقۇنىدىن ئوپتىكىلىق سىگنالنى رەقەملىك ھالدا چىقىرالايدۇ.Photodetectorبىر فوتوننى تاپشۇرۇۋالغاندىن كېيىن. تۆۋەن نۇرلۇق سىگنال ۋاقىت دائىرىسىدە تېخىمۇ تارقاق بولغاچقا ، تەكشۈرگۈچنىڭ ئېلېكتر سىگنالى چىقىرىشمۇ تەبىئىي ۋە ئېنىق. ئاجىز نۇرنىڭ بۇ ئالاھىدىلىكىگە ئاساسەن ، تومۇرنى كۈچەيتىش ، تومۇرنى كەمسىتىش ۋە رەقەملىك ھېسابلاش تېخنىكىسى ئادەتتە ئىنتايىن ئاجىز نۇرنى بايقاشقا ئىشلىتىلىدۇ. زامانىۋى فوتون ھېسابلاش تېخنىكىسىنىڭ نۇرغۇن ئارتۇقچىلىقلىرى بار ، مەسىلەن يۇقىرى سىگنالدىن شاۋقۇن نىسبىتى ، كەمسىتىش يۇقىرى ، ئۆلچەش ئېنىقلىقى ، يۆتكىلىشكە قارشى تۇرۇش ، ۋاقىتنىڭ مۇقىملىقى ياخشى ، ھەمدە كېيىنكى ئانالىز ئۈچۈن رەقەملىك سىگنال شەكلىدە كومپيۇتېرغا سانلىق مەلۇمات تارقىتالايدۇ. ۋە باشقا بىر تەرەپ قىلىش ئۇسۇللىرى بىلەن تەڭداشسىز بىر تەرەپ قىلىش. ھازىر فوتون ھېسابلاش سىستېمىسى سانائەتنى ئۆلچەش ۋە تۆۋەن نۇرنى بايقاش ساھەسىدە كەڭ قوللىنىلدى ، مەسىلەن سىزىقسىز ئوپتىكا ، مولېكۇلا بىئولوگىيىسى ، دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى سپېكتروسكوپ ، ئاسترونومىيىلىك فوتومېتىر ، ئاتموسفېرا بۇلغىنىشىنى ئۆلچەش قاتارلىقلار. ئاجىز نۇر سىگنالىغا ئېرىشىش ۋە بايقاش. سىماب كادمىي تۇلۇرىد قار كۆچكۈنى فوتوتېكتورنىڭ ئارتۇقچە شاۋقۇنى يوق دېيەرلىك ، چۈنكى پايدىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، سىگنال بىلەن شاۋقۇن نىسبىتى بۇزۇلمايدۇ ، گېيگېر قار كۆچۈش ئۈسكۈنىلىرىگە مۇناسىۋەتلىك ئۆلۈك ۋاقىت ۋە تومۇردىن كېيىنكى چەكلىمىلەرمۇ يوق ، بۇ ئىنتايىن ماس كېلىدۇ. فوتون ھېسابلاشتا قوللىنىش ، شۇنداقلا فوتون ھېسابلاش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مۇھىم تەرەققىيات يۆنىلىشى.