Recently, the review paper "Advances in near-infrared avalanche diode single-photon detectors" by Shi Yanli's team of Yunnan University was published in the global cutting-edge comprehensive research journal Chip. This review paper presents the development of near-infrared single-photon detectors.
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, একক-ফটোন সনাক্তকরণ প্রযুক্তি কোয়ান্টাম সুরক্ষিত যোগাযোগ, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা, এবং সামরিক সনাক্তকরণের মতো অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা দেখিয়েছে, যা একক-ফটোন ডিটেক্টরকে বর্তমান গবেষণার হটস্পট বানিয়েছে। .
ফোটন শোষিত হয়ে গর্ত-ইলেক্ট্রন জোড়া তৈরি করে, এবং গর্তগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে গুণিত অঞ্চলে প্রবেশ করে তুষারপাতের গুণকে ট্রিগার করতে।
সেমিকন্ডাক্টর অ্যাভালাঞ্চ ডায়োড ডিটেক্টরগুলির অভ্যন্তরীণ তুষারপাত লাভ, দ্রুত প্রতিক্রিয়া, ছোট আকার, কম খরচ এবং সহজ একীকরণ রয়েছে। তারা সেমিকন্ডাক্টর রেফ্রিজারেশনের মাধ্যমে প্রায় মাইনাস 40 ডিগ্রী কাজ করার তাপমাত্রা অর্জন করতে পারে, তাদের একক-ফটোন ডিটেক্টরের জন্য একটি ভাল পছন্দ করে তোলে। তাদের মধ্যে, InP/InGaAs কাছাকাছি-ইনফ্রারেড সিঙ্গেল-ফোটন ডিটেক্টর হল সবচেয়ে পরিপক্ক-ইনফ্রারেড অ্যাভাল্যাঞ্চ ডায়োড সিঙ্গেল-ফোটন ডিটেক্টরের কাছাকাছি। এর একক-টিউব এবং অ্যারে পণ্য বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছে। প্রধান কার্যক্ষমতা সূচকগুলির মধ্যে রয়েছে: মাইনাস 40 ডিগ্রিতে একক-ফটোন সনাক্তকরণ দক্ষতা 30 শতাংশের বেশি, অন্ধকার গণনার হার 10kHz-এর কম, পোস্ট-পালসের সম্ভাবনা 5 শতাংশের কম, সময় জিটার 100ps-এর চেয়ে কম, এবং সর্বাধিক গণনা হার 100MHz ছাড়িয়ে যায়৷ ফোকাল প্লেন অ্যারের কেন্দ্রের দূরত্ব হল 50um, এবং অ্যারের আকার হল 256128৷ দুটি ইমেজিং পদ্ধতি, ফোটন গণনা এবং ফোটন টাইমিং, ত্রিমাত্রিক চিত্রের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে৷ বর্তমানে, ছোট কেন্দ্রের দূরত্ব (25 মাইক্রন) এবং বড় স্পেসিফিকেশন (320256 আকার বা তার বেশি) সহ একক{18}ফোটন ফোকাল প্লেন অ্যারে দেশে এবং বিদেশে তৈরি করা হচ্ছে। ইনফ্রারেড সিঙ্গেল-ফোটন ডিটেক্টর পণ্যগুলির কাছাকাছি InP/InGaAs-এর উত্থান এবং নতুন অগ্রগতি এই ধরনের ডিটেক্টরগুলির বড়-প্রয়োগের সম্ভাবনা প্রদান করে৷
একক ফোটন ডিটেক্টরের বিকাশের দিকনির্দেশ
বর্তমানে, একক-ফোটন ডিটেক্টরের বিকাশ প্রধানত দুটি পথ ধরে দ্রুত অগ্রসর হচ্ছে: একটি পথ হল বিদ্যমান InP/InGaAs SPAD-এর কর্মক্ষমতাকে ক্রমাগত অপ্টিমাইজ করা, ছোট অন্ধকার সংখ্যার দিকে, -ডালের পরে কম , উচ্চ গণনা হার এবং আরও উচ্চ কাজের তাপমাত্রা এবং অন্যান্য দিকনির্দেশ। চ্যালেঞ্জ হল যে গুণন স্তরে উপাদানগত ত্রুটিগুলি বড় পোস্ট-নাড়ি প্রভাব, দীর্ঘ মৃত সময় (তুষারপাত ছাড়া সময়) এবং গণনা হার হ্রাস করে। বর্তমান প্রযুক্তিগত উপায়ে কিছু পারস্পরিক সীমাবদ্ধতা রয়েছে: পোস্ট-পালস কমানোর জন্য, তুষারপাতের চার্জের পরিমাণ কমিয়ে, যা কম সনাক্তকরণ দক্ষতার সমস্যা সৃষ্টি করে; মৃত সময়কে দীর্ঘায়িত করে, এটি কম গণনা হারের সমস্যার দিকে পরিচালিত করে; তাপমাত্রা বৃদ্ধি দ্বারা, ফাঁদ কমানো হয়. ক্যারিয়ারের জীবনকাল উচ্চ অন্ধকার গণনা হারের সমস্যার দিকে পরিচালিত করে। বিদ্যমান সমাধান হল পরজীবী ক্যাপ্যাসিট্যান্স এবং পোস্ট-নাড়ি কমিয়ে আনার জন্য ইন্টিগ্রেটেড শেনিং সার্কিটগুলির বিকাশ ব্যবহার করা এবং একই সময়ে, গুণিতক স্তর উপাদানগুলির বৃদ্ধির গুণমানকে আরও উন্নত করা।
একক ফোটন ডিটেক্টরের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজেশান এবং প্রয়োগ quenching সার্কিট সমর্থন থেকে অবিচ্ছেদ্য হয়. একদিকে, quenching সার্কিটকে সময়মতো তুষারপাত বন্ধ করতে হবে, এবং অন্যদিকে, তুষারপাতের সংকেত আগেই বের করার জন্য ডিভাইস এবং সার্কিট ইত্যাদি থেকে শব্দ দমন করতে হবে। বর্তমানে, বাহ্যিক নিভেন সার্কিটগুলির একচেটিয়া একীকরণের মাধ্যমে, এবং সাইনোসয়েডাল গেটিং এবং বিভিন্ন quenching সার্কিটের সংমিশ্রণের মাধ্যমে, ডিভাইসের নিজেই শমন প্রতিরোধের বা সম্ভাব্য বাধার একীকরণের মাধ্যমে, ডার্ক কাউন্ট এবং পোস্ট-স্পন্দন ডিভাইস উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা হয়, এবং ডিভাইস উন্নত হয়. গণনা হার।
SPAD-ভিত্তিক একক-ফোটন ডিটেক্টরের কাজের নীতি।
আরেকটি উপায় হল আরও প্রতিশ্রুতিশীল নতুন উপকরণ এবং নতুন মেকানিজম ডিভাইসগুলি খুঁজে বের করা। বিপুল প্রয়োগের চাহিদা দ্বারা উদ্দীপিত, নতুন উপকরণ যেমন কম-কম k-ফ্যাক্টরের উপর ভিত্তি করে শব্দ উপাদানের বিকাশ, কম-মাত্রিক উপকরণের উপর ভিত্তি করে তরঙ্গদৈর্ঘ্য সম্প্রসারণ, আয়নকরণ গুণন প্রকৌশলের উপর ভিত্তি করে শব্দ হ্রাস , এবং কম-মাত্রিক পদার্থের ব্যালিস্টিক পরিবহনের উপর ভিত্তি করে উচ্চ লাভের গুণন, নতুন প্রক্রিয়া সহ ডিভাইসগুলি আবির্ভূত হয়েছে, এবং এই নতুন প্রযুক্তিগুলির বিকাশ একক শব্দের আরও কমানোর জন্য নতুন দিক উন্মুক্ত করেছে- ফোটন ডিটেক্টর, শব্দের অনুপাত-থেকে-সংকেত উন্নত করা, তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রসারিত করা এবং ডিভাইসের কাজের অবস্থার উন্নতি করা।
কাছের-ইনফ্রারেড একক-ফোটন ডিটেক্টরের গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের ক্ষেত্র
কাছাকাছি-ইনফ্রারেড একক-ফটোন ডিটেক্টরগুলির ফোটন সনাক্তকরণের চূড়ান্ত সংবেদনশীলতা রয়েছে, এবং তাদের কার্যকারী ব্যান্ডগুলি হল প্রথাগত অপটিক্যাল ফাইবার দ্বারা ব্যবহৃত প্রধান ব্যান্ড, এবং এছাড়াও চোখের-নিরাপদ ব্যান্ড৷ ড্রাইভিং, 3D ইমেজিং, দুর্বল সংকেত সনাক্তকরণ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে।
যখন লেজার রাডার একটি 1550nm লেজারকে নির্গমন আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহার করে, মানুষের চোখের নিরাপত্তার কারণে, একটি উচ্চ ক্ষমতার লেজার ব্যবহার করা যেতে পারে, যাতে এটি দীর্ঘ দূরত্ব সনাক্ত করতে পারে, যাতে বর্তমান সনাক্তকরণ দূরত্ব 100m থেকে 200m, এবং 1550nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো হল প্রাকৃতিক আলোর পরিবেশে পরিষ্কার ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ আছে, যা মানহীন বা যানবাহন-মাউন্ট করা লিডার প্রয়োগের জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। এটা প্রত্যাশিত যে 1550nm একক-ফটোন ডিটেক্টরের বিকাশ মানবহীন এবং লিডার প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রচার করবে।
এই কাগজটি InP/InGaAs-এর উপর ভিত্তি করে একক-ফটোন ডিটেক্টর প্রযুক্তি এবং সম্পর্কিত নতুন প্রযুক্তির বিকাশের পরিচয় দেয়, যার লক্ষ্য কাছাকাছি-ইনফ্রারেড একক-ফটোন ডিটেক্টরগুলির বোঝা এবং বোঝার বৃদ্ধিতে সহায়তা করা, তাদের অ্যাপ্লিকেশন প্রসারিত, এবং আরও কর্মক্ষমতা উন্নতি এবং উন্নয়ন প্রদান. নির্দেশ করে.
GMKJ প্রযুক্তি স্বাস্থ্যকর এবং স্মার্ট আলোর উত্সগুলিতে গভীরভাবে জড়িত, বাজারকে একটি সম্পূর্ণ পরিসরে অতিবেগুনী UVA UVB UVC LED, ইনফ্রারেড IR LED VCSEL পণ্য এবং সমাধান প্রদান করে, এবং দেশী ও বিদেশী শত শত উচ্চমানের অংশীদার রয়েছে- বাজারগুলি যৌথভাবে একটি স্বাস্থ্যকর এবং স্মার্ট জীবন তৈরি করতে হালকা প্রযুক্তির ব্যবহার প্রচার করবে। .
