Pêşgotin, cureyê jimartina fotonanfotodetektora berfa xêzikî
Teknolojiya hejmartina fotonan dikare sînyala fotonê bi tevahî zêde bike da ku li hember dengê xwendinê yê cîhazên elektronîkî derkeve, û bi karanîna taybetmendiyên xwezayî yên cihê yên sînyala elektrîkê ya derana detektorê di bin tîrêjên ronahiya qels de, hejmara fotonên ku ji hêla detektorê ve di demek diyarkirî de têne derxistin tomar bike, û agahdariya hedefa pîvandî li gorî nirxa pîvana fotonê hesab bike. Ji bo ku tespîtkirina ronahiya pir qels pêk were, gelek celebên cûda yên amûrên bi kapasîteya tespîtkirina fotonê li welatên cûrbecûr hatine lêkolîn kirin. Fotodîodek lehiyê ya rewşa hişk (Fotodetektora APD) amûrek e ku bandora fotoelektrîkê ya navxweyî bikar tîne da ku sînyalên ronahiyê tesbît bike. Li gorî amûrên valahiyê, amûrên rewşa hişk di leza bersivê, jimara tarî, xerckirina enerjiyê, qebare û hesasiyeta zeviya magnetîkî û hwd de xwedî avantajên berbiçav in. Zanyaran li ser bingeha teknolojiya wênekirina jimara fotonê ya APD ya rewşa hişk lêkolîn kirine.
Amûra fotodetektorê APDModa Geiger (GM) û moda xêzik (LM) du modên xebatê hene, teknolojiya jimartina fotonan a APD ya heyî bi giranî amûra APD ya moda Geiger bikar tîne. Amûrên APD yên moda Geiger di asta fotonek yekane de hesasiyetek bilind û leza bersivdayînê ya deh nanosaniyan heye da ku rastbûna demê ya bilind bi dest bixin. Lêbelê, moda Geiger APD hin pirsgirêkên wekî dema mirî ya detektorê, karîgeriya tespîtkirinê ya nizm, xaçepirsa optîkî ya mezin û çareseriya fezayî ya nizm hene, ji ber vê yekê dijwar e ku nakokiya di navbera rêjeya tespîtkirinê ya bilind û rêjeya alarma derewîn a nizm de were çêtir kirin. Jimartinên fotonan ên li ser amûrên APD yên HgCdTe yên bi qezenca bilind a hema bê deng di moda xêzik de dixebitin, sînorkirinên dema mirî û axaftinê tune ne, piştî-pulsê ya bi moda Geiger ve girêdayî tune ne, hewceyê devreyên vemirandinê nînin, rêza dînamîk a ultra-bilind, rêza bersiva spektral a fireh û mîhengbar hene, û dikarin bi serbixwe ji bo karîgeriya tespîtkirinê û rêjeya jimartina derewîn werin çêtir kirin. Ew qadeke serlêdana nû ya wênekirina jimartina fotonên înfrared vedike, rêyek girîng a pêşkeftina cîhazên jimartina fotonan e, û xwedî perspektîfên serlêdana berfireh di çavdêriya astronomîk, ragihandina cîhê azad, wênekirina çalak û pasîf, şopandina firçeyan û hwd. de ye.
Prensîba jimartina fotonan di cîhazên HgCdTe APD de
Amûrên fotodetektorê yên APD-ê yên li ser bingeha materyalên HgCdTe dikarin rêzek fireh ji dirêjahiya pêlê veşêrin, û katsayiyên îyonîzasyonê yên elektron û kunan pir cûda ne (li Şekil 1 (a) binêre). Ew mekanîzmayek pirbûna hilgirê yekane di nav dirêjahiya pêlê ya qutkirî ya 1.3~11 µm de nîşan didin. Dengê zêde hema bêje tune ye (li gorî faktora dengê zêde FSi~2-3 ya amûrên Si APD û FIII-V~4-5 ya amûrên malbata III-V (li Şekil 1 (b) binêre), ji ber vê yekê rêjeya sînyal-deng a amûran hema bêje bi zêdebûna qezencê kêm nabe, ku înfraredek îdeal e.fotodetektora berfê.
WÊNE 1 (a) Têkiliya di navbera rêjeya katsayiya îyonîzasyona bandorê ya materyalê tellurida kadmiyûm a merkurê û pêkhateya x a Cd de; (b) Berawirdkirina faktora dengê zêde F ya cîhazên APD bi pergalên materyalên cûda re
Teknolojiya jimartina fotonan teknolojiyeke nû ye ku dikare bi awayekî dîjîtal sînyalên optîkî ji dengê germî derxîne bi rêya çareserkirina pulsên fotoelektronê yên ku ji hêla ... ve têne çêkirin.fotodetektorpiştî wergirtina fotoneke yekane. Ji ber ku sînyala ronahiya kêm di qada demê de bêtir belav dibe, derana sînyala elektrîkê ya ji hêla detektorê ve jî xwezayî û veqetandî ye. Li gorî vê taybetmendiya ronahiya qels, teknîkên zêdekirina pulsê, cudakirina pulsê û jimartina dîjîtal bi gelemperî ji bo tespîtkirina ronahiya pir qels têne bikar anîn. Teknolojiya jimartina fotonê ya nûjen gelek avantaj hene, wekî rêjeya bilind a sînyalê-deng, cudakirina bilind, rastbûna pîvandinê ya bilind, dij-drifta baş, aramiya demê ya baş, û dikare daneyan bi şiklê sînyala dîjîtal ji bo analîz û pêvajoya paşê derxe komputerê, ku bi rêbazên din ên tespîtkirinê re bêhempa ye. Niha, pergala jimartina fotonê di warê pîvandina pîşesaziyê û tespîtkirina ronahiya kêm de, wekî optîka ne-xêzik, biyolojiya molekulî, spektroskopiya çareseriya ultra-bilind, fotometrîya astronomîk, pîvandina qirêjiya atmosferê, û hwd., ku bi bidestxistin û tespîtkirina sînyalên ronahiya qels ve girêdayî ne, bi berfirehî tê bikar anîn. Fotodetektora şepeya tellûrîda merkurê hema bêje dengê zêde tune ye, her ku qezenc zêde dibe, rêjeya sînyalê-deng kêm nabe, û ti sînorkirinek dema mirî û piştî-pulsê ya têkildarî cîhazên şepeya Geiger tune ye, ku ji bo sepandina di jimartina fotonan de pir guncan e, û rêgezek pêşkeftina girîng a cîhazên jimartina fotonan di pêşerojê de ye.
Dema weşandinê: 14ê rêbendana 2025an