تعارف، فوٽون ڳڻپ جو قسم لڪير برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر

تعارف، فوٽون جي ڳڻپ جو قسملڪير برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر

فوٽون ڳڻپ ٽيڪنالاجي اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي ريڊ آئوٽ شور تي قابو پائڻ لاءِ فوٽون سگنل کي مڪمل طور تي وڌائي سگھي ٿي، ۽ ڪمزور روشني جي شعاع هيٺ ڊيڪٽر آئوٽ پٽ برقي سگنل جي قدرتي ڊسڪريٽ خاصيتن کي استعمال ڪندي هڪ خاص وقت ۾ ڊيڪٽر پاران فوٽون آئوٽ پُٽ جو تعداد رڪارڊ ڪري سگھي ٿي، ۽ فوٽون ميٽر جي قدر مطابق ماپيل ٽارگيٽ جي معلومات جو حساب لڳائي سگھي ٿي. انتهائي ڪمزور روشني جي ڳولا کي محسوس ڪرڻ لاءِ، مختلف ملڪن ۾ فوٽون ڳولڻ جي صلاحيت سان ڪيترن ئي مختلف قسمن جا اوزار پڙهايا ويا آهن. هڪ مضبوط رياست برفاني ڦوٽوڊيوڊ (اي پي ڊي فوٽوڊيڪٽر) هڪ اهڙو ڊوائيس آهي جيڪو روشني سگنلن کي ڳولڻ لاءِ اندروني فوٽو اليڪٽرڪ اثر استعمال ڪندو آهي. ويڪيوم ڊوائيسز جي مقابلي ۾، سالڊ اسٽيٽ ڊوائيسز ۾ جوابي رفتار، ڊارڪ ڳڻپ، بجلي جي استعمال، حجم ۽ مقناطيسي فيلڊ حساسيت وغيره ۾ واضح فائدا آهن. سائنسدانن سالڊ اسٽيٽ APD فوٽون ڳڻپ اميجنگ ٽيڪنالاجي جي بنياد تي تحقيق ڪئي آهي.

اي پي ڊي فوٽوڊيڪٽر ڊوائيسگيگر موڊ (GM) ۽ لڪير موڊ (LM) ٻه ڪم ڪندڙ موڊ آهن، موجوده APD فوٽون ڳڻپ واري تصويري ٽيڪنالاجي بنيادي طور تي گيگر موڊ APD ڊوائيس استعمال ڪري ٿي. گيگر موڊ APD ڊوائيسز ۾ سنگل فوٽون جي سطح تي اعلي حساسيت ۽ اعلي وقت جي درستگي حاصل ڪرڻ لاءِ ڏهه نانو سيڪنڊن جي اعلي جوابي رفتار آهي. بهرحال، گيگر موڊ APD ۾ ڪجهه مسئلا آهن جهڙوڪ ڊيڪٽر ڊيڊ ٽائيم، گهٽ ڳولڻ جي ڪارڪردگي، وڏي آپٽيڪل ڪراس ورڊ ۽ گهٽ اسپيشل ريزوليوشن، تنهن ڪري اعلي ڳولڻ جي شرح ۽ گهٽ غلط الارم جي شرح جي وچ ۾ تضاد کي بهتر ڪرڻ ڏکيو آهي. فوٽون ڪائونٽر وير-نوائسليس هاءِ-گين HgCdTe APD ڊوائيسز تي ٻڌل لڪير موڊ ۾ ڪم ڪن ٿا، انهن ۾ ڪو به ڊيڊ ٽائيم ۽ ڪراس ٽاڪ پابنديون نه آهن، گيگر موڊ سان لاڳاپيل ڪو به پوسٽ پلس ناهي، ڪونچ سرڪٽ جي ضرورت ناهي، الٽرا هاءِ ڊائنامڪ رينج، وسيع ۽ ٽيونبل اسپيڪٽرل جوابي حد آهي، ۽ آزاد طور تي ڳولڻ جي ڪارڪردگي ۽ غلط ڳڻپ جي شرح لاءِ بهتر ڪري سگهجي ٿو. اهو انفراريڊ فوٽون ڳڻپ واري تصوير جي هڪ نئين ايپليڪيشن فيلڊ کي کوليندو آهي، فوٽون ڳڻپ جي ڊوائيسز جي هڪ اهم ترقي جي هدايت آهي، ۽ فلڪياتي مشاهدي، آزاد خلائي ڪميونيڪيشن، فعال ۽ غير فعال تصويرن، فرينج ٽريڪنگ ۽ انهي ۾ وسيع ايپليڪيشن امڪان آهن.

HgCdTe APD ڊوائيسز ۾ فوٽون جي ڳڻپ جو اصول

HgCdTe مواد تي ٻڌل APD فوٽوڊيڪٽر ڊوائيسز طول موج جي وسيع رينج کي ڍڪي سگهن ٿا، ۽ اليڪٽران ۽ سوراخن جا آئنائيزيشن ڪوفيشينٽس تمام مختلف آهن (شڪل 1 (a) ڏسو). اهي 1.3~11 µm جي ڪٽ آف طول موج اندر هڪ واحد ڪيريئر ضرب ميڪانيزم ڏيکارين ٿا. تقريبن ڪو به اضافي شور ناهي (Si APD ڊوائيسز جي اضافي شور فيڪٽر FSi~2-3 ۽ III-V خانداني ڊوائيسز جي FIII-V~4-5 جي مقابلي ۾ (شڪل 1 (b) ڏسو)، انهي ڪري ته ڊوائيسز جو سگنل-کان-شور تناسب تقريبن حاصلات جي واڌ سان گهٽجي نه ٿو، جيڪو هڪ مثالي انفراريڊ آهي.برفاني تودو ڦوٽوڊيڪٽر.

شڪل 1 (الف) پاري ڪيڊميم ٽيلورائيڊ مواد ۽ سي ڊي جي جزو x جي اثر آئنائيزيشن ڪوفيشيٽ تناسب جي وچ ۾ تعلق؛ (ب) مختلف مادي سسٽم سان اي پي ڊي ڊوائيسز جي اضافي شور فيڪٽر ايف جو مقابلو.

فوٽون ڳڻپ ٽيڪنالاجي هڪ نئين ٽيڪنالاجي آهي جيڪا ڊجيٽل طور تي حرارتي شور مان آپٽيڪل سگنل ڪڍي سگهي ٿي فوٽو اليڪٽران نبض کي حل ڪندي هڪ ذريعي پيدا ٿيندڙفوٽو ڊيٽيڪٽرهڪ فوٽون حاصل ڪرڻ کان پوءِ. جيئن ته گهٽ روشني وارو سگنل وقت جي دائري ۾ وڌيڪ منتشر هوندو آهي، ڊيڪٽر پاران برقي سگنل آئوٽ پُٽ پڻ قدرتي ۽ الڳ آهي. ڪمزور روشني جي هن خاصيت جي مطابق، نبض وڌائڻ، نبض جي امتياز ۽ ڊجيٽل ڳڻپ جا طريقا عام طور تي انتهائي ڪمزور روشني کي ڳولڻ لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن. جديد فوٽون ڳڻپ ٽيڪنالاجي جا ڪيترائي فائدا آهن، جهڙوڪ هاءِ سگنل کان شور جو تناسب، هاءِ امتياز، اعليٰ ماپ جي درستگي، سٺي اينٽي ڊرافٽ، سٺي وقت جي استحڪام، ۽ بعد ۾ تجزيو ۽ پروسيسنگ لاءِ ڊجيٽل سگنل جي صورت ۾ ڪمپيوٽر ڏانهن ڊيٽا آئوٽ ڪري سگهي ٿي، جيڪو ٻين ڳولا جي طريقن سان بي مثال آهي. هن وقت، فوٽون ڳڻپ جو نظام صنعتي ماپ ۽ گهٽ روشني جي ڳولا جي ميدان ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي، جهڙوڪ نان لائنر آپٽڪس، ماليڪيولر بائيولاجي، الٽرا هاءِ ريزوليوشن اسپيڪٽرو اسڪوپي، فلڪياتي فوٽوميٽري، فضائي آلودگي جي ماپ، وغيره، جيڪي ڪمزور روشني سگنلن جي حصول ۽ ڳولا سان لاڳاپيل آهن. پاري ڪيڊميئم ٽيلورائيڊ برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر ۾ تقريبن ڪو به اضافي شور نه هوندو آهي، جيئن جيئن حاصل ٿيندو آهي، سگنل کان شور جو تناسب خراب نه ٿيندو آهي، ۽ گيگر برفاني تودو ڊوائيسز سان لاڳاپيل ڪو به ڊيڊ ٽائيم ۽ پوسٽ پلس پابندي ناهي، جيڪو فوٽون ڳڻپ ۾ استعمال لاءِ تمام مناسب آهي، ۽ مستقبل ۾ فوٽون ڳڻپ ڊوائيسز جي هڪ اهم ترقي جي هدايت آهي.