એક ફોટોન ઇંગા ફોટોોડેક્ટર

એકલ ફોટોનફોટોગ્રાનેસ

લિડરના ઝડપી વિકાસ સાથે,પ્રકાશ -તપાસસ્વચાલિત વાહન ટ્રેકિંગ ઇમેજિંગ તકનીક માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી ટેકનોલોજી અને રેન્જિંગ ટેકનોલોજીમાં પણ વધારે આવશ્યકતાઓ હોય છે, પરંપરાગત લો લાઇટ ડિટેક્શન ટેકનોલોજીમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ડિટેક્ટરની સંવેદનશીલતા અને સમય ઠરાવ વાસ્તવિક જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકતી નથી. સિંગલ ફોટોન એ પ્રકાશનું સૌથી નાનું energy ર્જા એકમ છે, અને સિંગલ ફોટોન તપાસની ક્ષમતાવાળા ડિટેક્ટર એ લો લાઇટ ડિટેક્શનનું અંતિમ સાધન છે. ઇંગા સાથે સરખામણીશરાબ, આઈએનજીએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર પર આધારિત સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટર્સમાં પ્રતિભાવ ગતિ, સંવેદનશીલતા અને કાર્યક્ષમતા વધારે છે. તેથી, દેશ-વિદેશમાં ઇન-જીએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર સિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટર્સ પર શ્રેણીબદ્ધ સંશોધન કરવામાં આવ્યા છે.

ઇટાલીની મિલાન યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ એક જ ફોટોનની ક્ષણિક વર્તણૂકનું અનુકરણ કરવા માટે પ્રથમ બે-પરિમાણીય મોડેલનો વિકાસ કર્યોહિમપ્રપાત1997 માં, અને એક જ ફોટોન હિમપ્રપાત ફોટોોડેક્ટરની ક્ષણિક લાક્ષણિકતાઓના આંકડાકીય સિમ્યુલેશન પરિણામો આપ્યા. પછી 2006 માં, સંશોધનકારોએ પ્લાનર ભૌમિતિક તૈયાર કરવા માટે એમઓસીવીડીનો ઉપયોગ કર્યોઇંગાસ એપીડી ફોટોોડેક્ટરસિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટર, જેણે વિજાતીય ઇન્ટરફેસ પર પ્રતિબિંબીત સ્તરને ઘટાડીને અને ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને વધારીને સિંગલ-ફોટોન તપાસ કાર્યક્ષમતા 10% કરી. 2014 માં, ઝીંક પ્રસરણની સ્થિતિમાં વધુ સુધારો કરીને અને ical ભી માળખાને izing પ્ટિમાઇઝ કરીને, સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટરમાં 30%સુધીની ઉચ્ચ તપાસ કાર્યક્ષમતા છે, અને લગભગ 87 પીએસનો ટાઇમિંગ જિટર પ્રાપ્ત કરે છે. 2016 માં, સાન્ઝારો એમ એટ અલ. આઇએનજીએએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટરને એકવિધ ઇન્ટિગ્રેટેડ રેઝિસ્ટર સાથે એકીકૃત કર્યું, ડિટેક્ટર પર આધારિત કોમ્પેક્ટ સિંગલ-ફોટોન ગણતરી મોડ્યુલની રચના કરી, અને એક હાઇબ્રિડ ક્વેંચ પદ્ધતિની દરખાસ્ત કરી, જેમાં હિમપ્રપાત ચાર્જ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડ્યો, ત્યારબાદ પલ્સ અને opt પ્ટિકલ ક્રોસસ્ટલને ઘટાડ્યો, અને ટાઇમિંગ જિટરને ઘટાડ્યો. તે જ સમયે, અન્ય સંશોધન જૂથોએ પણ INGAAS એપીડી પર સંશોધન કર્યું છેફોટોોડેક્ટરસિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટર. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રિન્સટન લાઇટવેવે પ્લાનર સ્ટ્રક્ચર સાથે ઇંગા/ઇનપીએપડી સિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટરની રચના કરી છે અને તેને વ્યાપારી ઉપયોગમાં મૂકી દીધી છે. શાંઘાઈ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ Technical ફ ટેક્નિકલ ફિઝિક્સએ 1.5 મેગાહર્ટઝની પલ્સ આવર્તન પર 3.6 × 10 ⁻⁴/એનએસ પલ્સની ઘેરા ગણતરી સાથે ઝીંક થાપણો અને કેપેસિટીવ સંતુલિત ગેટ પલ્સ મોડને દૂર કરવા અને કેપેસિટીવ સંતુલિત ગેટ પલ્સ મોડનો ઉપયોગ કરીને એપીડી ફોટોોડેક્ટરના સિંગલ-ફોટોન પ્રદર્શનનું પરીક્ષણ કર્યું છે. જોસેફ પી એટ અલ. વિશાળ બેન્ડગ ap પ સાથે મેસા સ્ટ્રક્ચર આઇએનજીએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર સિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટરની રચના કરી, અને તપાસની કાર્યક્ષમતાને અસર કર્યા વિના નીચલા શ્યામ ગણતરી મેળવવા માટે શોષી લેનાર સામગ્રી તરીકે ઇંગાએએસપીનો ઉપયોગ કર્યો.

આઈએનજીએએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર સિંગલ ફોટોન ડિટેક્ટરનો operating પરેટિંગ મોડ એ ફ્રી ઓપરેશન મોડ છે, એટલે કે, હિમપ્રપાત થાય તે પછી એપીડી ફોટોોડેક્ટરને પેરિફેરલ સર્કિટને કા en ી નાખવાની જરૂર છે, અને સમયગાળા માટે છલકાવ્યા પછી પુન recover પ્રાપ્ત થાય છે. વિલંબના વિલંબના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે, તે આશરે બે પ્રકારોમાં વહેંચાયેલું છે: એક એ ક્વેંચિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે નિષ્ક્રિય અથવા સક્રિય ક્વેંચિંગ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવો, જેમ કે આર થ્યુ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી સક્રિય ક્વેંચિંગ સર્કિટ, વગેરે. અગાઉના અવાસ્તવિક પોસ્ટ-પલ્સ સમસ્યા. તદુપરાંત, 1550 એનએમની તપાસ કાર્યક્ષમતા 10%છે, અને પોસ્ટ-પલ્સની સંભાવના ઘટાડીને 1%કરતા ઓછી કરવામાં આવે છે. બીજું એ છે કે પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજના સ્તરને નિયંત્રિત કરીને ઝડપી શણગારે અને પુન recovery પ્રાપ્તિનો અહેસાસ કરવો. તે હિમપ્રપાત પલ્સના પ્રતિસાદ નિયંત્રણ પર આધારીત નથી, તેથી છીંકવાનો વિલંબનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઓછો થાય છે અને ડિટેક્ટરની તપાસ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થયો છે. ઉદાહરણ તરીકે, એલસી કોમાન્ડર એટ અલ ગેટેડ મોડનો ઉપયોગ કરો. INGAAS/INPAPD પર આધારિત એક ગેટેડ સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટર તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો. સિંગલ-ફોટોન તપાસ કાર્યક્ષમતા 1550 એનએમ પર 55% થી વધુ હતી, અને 7% ની પલ્સ પછીની સંભાવના પ્રાપ્ત થઈ હતી. આ આધારે, યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલ .જીએ મલ્ટિ-મોડ ફાઇબરનો ઉપયોગ કરીને એક સાથે ફ્રી-મોડ આઈએનજીએએસ એપીડી ફોટોોડેક્ટર સિંગલ-ફોટોન ડિટેક્ટર સાથે મળીને લિડર સિસ્ટમની સ્થાપના કરી. પ્રાયોગિક સાધનો આકૃતિ (સી) અને (ડી) માં બતાવવામાં આવ્યા છે, અને 12 કિ.મી.ની height ંચાઇવાળા મલ્ટિ-લેયર વાદળોની તપાસ 1 સેના સમયના ઠરાવ અને 15 મીટરના અવકાશી ઠરાવ સાથે અનુભવાય છે.