ভূমিকা, ফোটন গণনা টাইপ লিনিয়ার অ্যাভালঞ্চ ফটোডিটেক্টর

ভূমিকা, ফোটন গণনা প্রকাররৈখিক তুষারপাত ফটোডিটেক্টর

ফোটন গণনা প্রযুক্তি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের রিডআউট শব্দকে কাটিয়ে উঠতে ফোটন সংকেতকে সম্পূর্ণরূপে প্রসারিত করতে পারে এবং দুর্বল আলো বিকিরণে ডিটেক্টর আউটপুট বৈদ্যুতিক সংকেতের প্রাকৃতিক বিচ্ছিন্ন বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে ডিটেক্টর দ্বারা ফোটন আউটপুটের সংখ্যা রেকর্ড করতে পারে। , এবং ফোটন মিটারের মান অনুযায়ী পরিমাপ করা লক্ষ্যের তথ্য গণনা করুন। অত্যন্ত দুর্বল আলো সনাক্তকরণ উপলব্ধি করার জন্য, বিভিন্ন দেশে ফোটন সনাক্তকরণ ক্ষমতা সহ বিভিন্ন ধরণের যন্ত্র অধ্যয়ন করা হয়েছে। একটি কঠিন অবস্থার তুষারপাত ফটোডিওড (এপিডি ফটোডিটেক্টর) একটি ডিভাইস যা আলোক সংকেত সনাক্ত করতে অভ্যন্তরীণ ফটোইলেকট্রিক প্রভাব ব্যবহার করে। ভ্যাকুয়াম ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, সলিড-স্টেট ডিভাইসগুলির প্রতিক্রিয়া গতি, অন্ধকার গণনা, শক্তি খরচ, আয়তন এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের সংবেদনশীলতা ইত্যাদিতে সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে। বিজ্ঞানীরা সলিড-স্টেট APD ফোটন গণনা ইমেজিং প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে গবেষণা চালিয়েছেন।

APD ফটোডিটেক্টর ডিভাইসGeiger মোড (GM) এবং লিনিয়ার মোড (LM) দুটি কাজ মোড আছে, বর্তমান APD ফোটন গণনা ইমেজিং প্রযুক্তি প্রধানত Geiger মোড APD ডিভাইস ব্যবহার করে. Geiger মোড APD ডিভাইসগুলির একক ফোটনের স্তরে উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং উচ্চ সময়ের নির্ভুলতা পাওয়ার জন্য দশ ন্যানোসেকেন্ডের উচ্চ প্রতিক্রিয়া গতি থাকে। যাইহোক, Geiger মোড APD এর কিছু সমস্যা আছে যেমন ডিটেক্টরের ডেড টাইম, কম সনাক্তকরণ দক্ষতা, বড় অপটিক্যাল ক্রসওয়ার্ড এবং কম স্থানিক রেজোলিউশন, তাই উচ্চ সনাক্তকরণ হার এবং কম মিথ্যা অ্যালার্ম রেট এর মধ্যে দ্বন্দ্ব অপ্টিমাইজ করা কঠিন। কাছাকাছি-শব্দহীন উচ্চ-লাভের HgCdTe APD ডিভাইসগুলির উপর ভিত্তি করে ফোটন কাউন্টারগুলি রৈখিক মোডে কাজ করে, কোনও শেষ সময় এবং ক্রসস্টাল সীমাবদ্ধতা নেই, গিগার মোডের সাথে কোনও পোস্ট-পালস যুক্ত নেই, নিভেন সার্কিটের প্রয়োজন নেই, অতি-উচ্চ গতিশীল পরিসর রয়েছে, প্রশস্ত এবং টিউনযোগ্য বর্ণালী প্রতিক্রিয়া পরিসীমা, এবং সনাক্তকরণ দক্ষতা এবং মিথ্যা গণনা হারের জন্য স্বাধীনভাবে অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে। এটি ইনফ্রারেড ফোটন গণনা ইমেজিংয়ের একটি নতুন অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র উন্মুক্ত করে, এটি ফোটন গণনা যন্ত্রগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ বিকাশের দিক, এবং জ্যোতির্বিদ্যা পর্যবেক্ষণ, মুক্ত স্থান যোগাযোগ, সক্রিয় এবং প্যাসিভ ইমেজিং, ফ্রিংজ ট্র্যাকিং এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

HgCdTe APD ডিভাইসে ফোটন গণনার নীতি

HgCdTe উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে APD ফটোডিটেক্টর ডিভাইসগুলি বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে কভার করতে পারে এবং ইলেকট্রন এবং গর্তের আয়নকরণ সহগগুলি খুব আলাদা (চিত্র 1 (ক) দেখুন)। তারা 1.3 ~ 11 µm কাট-অফ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে একটি একক বাহক গুণন প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে। প্রায় কোন অতিরিক্ত শব্দ নেই (Si APD ডিভাইসের অতিরিক্ত নয়েজ ফ্যাক্টর FSi~2-3 এবং III-V ফ্যামিলি ডিভাইসের FIII-V~4-5 এর সাথে তুলনা করে (চিত্র 1 (b) দেখুন), যাতে সংকেত- ডিভাইসগুলির থেকে শব্দের অনুপাত প্রায় লাভ বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায় না, যা একটি আদর্শ ইনফ্রারেডতুষারপাত ফটোডিটেক্টর.

ডুমুর 1 (ক) পারদ ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড উপাদান এবং Cd এর উপাদান x এর প্রভাব আয়নকরণ সহগ অনুপাতের মধ্যে সম্পর্ক; (b) বিভিন্ন উপাদান সিস্টেমের সাথে APD ডিভাইসের অতিরিক্ত শব্দ ফ্যাক্টর F এর তুলনা

ফোটন গণনা প্রযুক্তি হল একটি নতুন প্রযুক্তি যা ডিজিটালভাবে তাপীয় শব্দ থেকে আলোক সংকেত বের করতে পারে ফটো ইলেক্ট্রন স্পন্দনগুলিকে সমাধান করেফটোডিটেক্টরএকটি একক ফোটন পাওয়ার পর। যেহেতু কম আলোর সংকেত সময়ের ডোমেনে বেশি বিচ্ছুরিত হয়, তাই ডিটেক্টর দ্বারা বৈদ্যুতিক সংকেত আউটপুটও প্রাকৃতিক এবং বিচ্ছিন্ন। দুর্বল আলোর এই বৈশিষ্ট্য অনুসারে, পালস প্রশস্তকরণ, নাড়ি বৈষম্য এবং ডিজিটাল গণনা কৌশলগুলি সাধারণত অত্যন্ত দুর্বল আলো সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। আধুনিক ফোটন গণনা প্রযুক্তির অনেক সুবিধা রয়েছে, যেমন উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত, উচ্চ বৈষম্য, উচ্চ পরিমাপের নির্ভুলতা, ভাল অ্যান্টি-ড্রিফট, ভাল সময় স্থিতিশীলতা এবং পরবর্তী বিশ্লেষণের জন্য ডিজিটাল সংকেত আকারে কম্পিউটারে ডেটা আউটপুট করতে পারে। এবং প্রক্রিয়াকরণ, যা অন্যান্য সনাক্তকরণ পদ্ধতি দ্বারা অতুলনীয়। বর্তমানে, ফোটন গণনা পদ্ধতি ব্যাপকভাবে শিল্প পরিমাপ এবং স্বল্প-আলো সনাক্তকরণের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়েছে, যেমন ননলাইনার অপটিক্স, আণবিক জীববিজ্ঞান, অতি-উচ্চ রেজোলিউশন স্পেকট্রোস্কোপি, জ্যোতির্বিদ্যাগত ফটোমেট্রি, বায়ুমণ্ডলীয় দূষণ পরিমাপ ইত্যাদি, যা সম্পর্কিত। দুর্বল আলো সংকেত অধিগ্রহণ এবং সনাক্তকরণ. পারদ ক্যাডমিয়াম টেলউরাইড অ্যাভাল্যাঞ্চ ফটোডিটেক্টরের প্রায় কোনও অতিরিক্ত শব্দ নেই, লাভ বাড়লে, সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত ক্ষয় হয় না এবং গিগার তুষারপাত ডিভাইসগুলির সাথে সম্পর্কিত কোনও ডেড টাইম এবং পোস্ট-পালস সীমাবদ্ধতা নেই, যা খুব উপযুক্ত। ফোটন গণনার অ্যাপ্লিকেশন, এবং ভবিষ্যতে ফোটন গণনা ডিভাইসগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ বিকাশের দিক।