ভূমিকা, ফোটন গণনা টাইপ লিনিয়ার হিমসাগর ফটোডেটর

ভূমিকা, ফোটন গণনা প্রকারলিনিয়ার তুষারপাতের ফটোডেক্টর

ফোটন গণনা প্রযুক্তি বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলির রিডআউট শব্দটি কাটিয়ে উঠতে ফোটন সিগন্যালকে পুরোপুরি প্রশস্ত করতে পারে এবং ডিটেক্টর আউটপুট বৈদ্যুতিক সংকেতের প্রাকৃতিক বিচ্ছিন্ন বৈশিষ্ট্যগুলি দুর্বল হালকা ইরেডিয়েশনের অধীনে ব্যবহার করে এবং ফোটোন মিটারের মান অনুসারে পরিমাপকৃত লক্ষ্যটির তথ্য গণনা করে নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে ডিটেক্টর দ্বারা ফোটন আউটপুটের সংখ্যা রেকর্ড করতে পারে। অত্যন্ত দুর্বল আলো সনাক্তকরণ উপলব্ধি করার জন্য, বিভিন্ন দেশে ফোটন সনাক্তকরণের ক্ষমতা সহ বিভিন্ন ধরণের যন্ত্রগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছে। একটি শক্ত রাষ্ট্রের তুষারপাত ফটোডিয়োড (এপিডি ফটোডেটর) এমন একটি ডিভাইস যা অভ্যন্তরীণ ফোটো ইলেক্ট্রিক এফেক্ট টোডেটেক্ট হালকা সংকেত ব্যবহার করে। ভ্যাকুয়াম ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, সলিড-স্টেট ডিভাইসগুলির প্রতিক্রিয়া গতি, গা dark ় গণনা, বিদ্যুৎ খরচ, ভলিউম এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সংবেদনশীলতা ইত্যাদির সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে বিজ্ঞানীরা সলিড-স্টেট এপিডি ফোটন গণনা ইমেজিং প্রযুক্তির ভিত্তিতে গবেষণা চালিয়েছেন।

এপিডি ফটোডেটর ডিভাইসজিগার মোড (জিএম) এবং লিনিয়ার মোড (এলএম) দুটি ওয়ার্কিং মোড রয়েছে, বর্তমান এপিডি ফোটন গণনা ইমেজিং প্রযুক্তি মূলত জিগার মোড এপিডি ডিভাইস ব্যবহার করে। জিগার মোড এপিডি ডিভাইসগুলির উচ্চ সময়ের নির্ভুলতা অর্জনের জন্য একক ফোটনের স্তরে উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতিতে উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতি রয়েছে। যাইহোক, জিগার মোড এপিডির কিছু সমস্যা রয়েছে যেমন ডিটেক্টর ডেড টাইম, কম সনাক্তকরণ দক্ষতা, বৃহত অপটিক্যাল ক্রসওয়ার্ড এবং কম স্থানিক রেজোলিউশন, সুতরাং উচ্চ সনাক্তকরণের হার এবং কম মিথ্যা অ্যালার্ম হারের মধ্যে দ্বন্দ্বকে অনুকূল করা কঠিন। লিনিয়ার মোডে পরিচালনা করে এমন নিকট-নওজলেস উচ্চ-উপার্জনের এইচজিসিডিটিই এপিডি ডিভাইসগুলির উপর ভিত্তি করে ফোটন কাউন্টারগুলির কোনও মৃত সময় এবং ক্রসস্টালকের বিধিনিষেধ নেই, জিগার মোডের সাথে সম্পর্কিত কোনও পোস্ট-পুলস নেই, কোঞ্চি সার্কিটগুলির প্রয়োজন নেই, অতি-উচ্চ গতিশীল পরিসীমা, প্রশস্ত এবং সুরক্ষিত বর্ণালী প্রতিক্রিয়া পরিসীমা রয়েছে এবং সনাক্তকরণের জন্য স্বাধীনভাবে অনুকূলিতকরণ হতে পারে। এটি ইনফ্রারেড ফোটন কাউন্টিং ইমেজিংয়ের একটি নতুন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রটি খোলে, এটি ফোটন গণনা ডিভাইসের একটি গুরুত্বপূর্ণ বিকাশের দিক, এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানের পর্যবেক্ষণ, মুক্ত স্থান যোগাযোগ, সক্রিয় এবং প্যাসিভ ইমেজিং, ফ্রিঞ্জ ট্র্যাকিং এবং আরও অনেক কিছুতে বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

এইচজিসিডিটিই এপিডি ডিভাইসে ফোটন গণনার মূলনীতি

এইচজিসিডিটিই উপকরণগুলির উপর ভিত্তি করে এপিডি ফোটোডেক্টর ডিভাইসগুলি বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে কভার করতে পারে এবং ইলেক্ট্রন এবং গর্তগুলির আয়নীকরণ সহগগুলি খুব আলাদা (চিত্র 1 (ক) দেখুন)। তারা 1.3 ~ 11 µm এর কাট-অফ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে একটি একক ক্যারিয়ার গুণক প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে। প্রায় কোনও অতিরিক্ত শব্দ নেই (এসআই এপিডি ডিভাইসগুলির অতিরিক্ত শব্দের ফ্যাক্টর fsi ~ 2-3 এবং III-V পরিবার ডিভাইসগুলির FIII-V ~ 4-5 এর সাথে তুলনা করা (চিত্র 1 (খ) দেখুন), যাতে ডিভাইসগুলির সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত প্রায় লাভের সাথে হ্রাস পায় না, যা একটি আদর্শ ইনফ্রারেড।তুষারপাতের ফটোডেটর.

ডুমুর। 1 (ক) পারদ ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড উপাদান এবং সিডির উপাদান এক্স এর প্রভাব আয়নীকরণ সহগ অনুপাতের মধ্যে সম্পর্ক; (খ) বিভিন্ন উপাদান সিস্টেমের সাথে এপিডি ডিভাইসের অতিরিক্ত শব্দ ফ্যাক্টর এফ এর তুলনা

ফোটন গণনা প্রযুক্তি একটি নতুন প্রযুক্তি যা একটি দ্বারা উত্পাদিত ফোটো ইলেক্ট্রন ডালগুলি সমাধান করে তাপীয় শব্দ থেকে অপটিক্যাল সংকেতগুলি ডিজিটালভাবে আহরণ করতে পারেফটোডেক্টরএকটি একক ফোটন পাওয়ার পরে। যেহেতু কম-লাইট সিগন্যালটি সময় ডোমেনে আরও ছড়িয়ে পড়ে, তাই ডিটেক্টর দ্বারা বৈদ্যুতিক সংকেত আউটপুটটিও প্রাকৃতিক এবং পৃথক। দুর্বল আলোর এই বৈশিষ্ট্য অনুসারে, ডাল প্রশস্তকরণ, ডাল বৈষম্য এবং ডিজিটাল গণনা কৌশলগুলি সাধারণত অত্যন্ত দুর্বল আলো সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। আধুনিক ফোটন গণনা প্রযুক্তির অনেকগুলি সুবিধা রয়েছে যেমন উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত, উচ্চ বৈষম্য, উচ্চ পরিমাপের নির্ভুলতা, ভাল অ্যান্টি-ড্রাইফ্ট, ভাল সময়ের স্থিতিশীলতা এবং পরবর্তী বিশ্লেষণ এবং প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য ডিজিটাল সিগন্যালের আকারে কম্পিউটারে ডেটা আউটপুট করতে পারে, যা অন্যান্য সনাক্তকরণের পদ্ধতির সাথে তুলনামূলকভাবে মেলে না। বর্তমানে, ফোটন কাউন্টিং সিস্টেমটি শিল্প পরিমাপ এবং নিম্ন-আলো সনাক্তকরণের ক্ষেত্রে যেমন ননলাইনার অপটিক্স, আণবিক জীববিজ্ঞান, অতি-উচ্চ রেজোলিউশন স্পেকট্রোস্কোপি, জ্যোতির্বিজ্ঞানযুক্ত ফটোমেট্রি, বায়ুমণ্ডলীয় দূষণ পরিমাপ ইত্যাদির ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, যা দুর্বল হালকা সংকেতের অধিগ্রহণ এবং সনাক্তকরণের সাথে সম্পর্কিত। বুধ ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড অ্যাভাল্যাঞ্চ ফটোডেটেক্টরটির প্রায় কোনও অতিরিক্ত শব্দ নেই, যেমন লাভ বৃদ্ধি পায়, সিগন্যাল-টু-শোস অনুপাত ক্ষয় হয় না, এবং জিগার অ্যাভাল্যাঞ্চ ডিভাইসগুলির সাথে সম্পর্কিত কোনও মৃত সময় এবং উত্তর-উত্তর-পুলস সীমাবদ্ধতা নেই, যা ফোটোন গণনাগুলিতে আবেদনের জন্য খুব উপযুক্ত।