সম্প্রতি, চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়, জাং জুন এবং অন্যান্য যৌথ নানজিং বিশ্ববিদ্যালয়, লু হাই, ঝাং রং টিম আল্ট্রাভায়োলেট ব্যান্ড সিঙ্গল-ফোটন লিডারের দিকনির্দেশনায় নতুন অগ্রগতি করেছে, 4 এইচ-সিআইসি উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে সিঙ্গেল-ফোটন অ্যাভ্যালান্ট ফোটোডিওডের নকশা এবং প্রস্তুতির মাধ্যমে সেমিক কোয়েঞ্চেটিং অ্যাক্টিভেটিকালের বিকাশের মাধ্যমে বিকাশ করেছে, একক-ফোটন ডিটেক্টর, প্রথমবারের জন্য ডিটেক্টরটি ব্যবহার করে একক-ফোটন ডিফারেনশিয়াল শোষণ ওজোন লিডার সিস্টেমটি উপলব্ধি করতে এবং 1 ~ 3.5 কিলোমিটারের উচ্চতা পরিসীমাতে ওজোন ঘনত্বের পর্যবেক্ষণ উপলব্ধি করে।
ইউভি সিঙ্গল-ফোটন সনাক্তকরণ প্রযুক্তি বায়ুমণ্ডলীয় পর্যবেক্ষণ, লেজ শিখা সনাক্তকরণ, বৈদ্যুতিক চাপ সনাক্তকরণ এবং ফায়ার সতর্কতার মতো প্রয়োগের পরিস্থিতিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউবগুলি ইউভি ব্যান্ডে traditional তিহ্যবাহী একক-ফোটন ডিটেক্টর ডিভাইস, তবে তাদের কম সংবেদনশীলতা, স্বল্প জীবনকাল, চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সংবেদনশীলতা ইত্যাদির অসুবিধা রয়েছে এবং কঠোর পরিবেশে দীর্ঘ সময়ের জন্য স্থিরভাবে কাজ করতে পারে না (উচ্চ তাপমাত্রা, কম্পন, শক্তিশালী বিকিরণ)। বিপরীতে, ওয়াইড-ব্যান্ড সেমিকন্ডাক্টর 4 এইচ-সিস উপাদান, উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা, উচ্চ বিকিরণ প্রতিরোধের, উচ্চ ইলেকট্রন স্যাচুরেশন ড্রিফ্ট রেট এবং স্থিতিশীল পারফরম্যান্স দ্বারা চিহ্নিত, নতুন আল্ট্রাভায়োলেট সেমিকন্ডাক্টর সিঙ্গল-ফোটন ডিটেক্টরগুলির বিকাশে উল্লেখযোগ্য উপাদানগুলির কার্যকারিতা সুবিধা রয়েছে। তবে, দীর্ঘ সময়ের জন্য, এই উপাদানের উপর ভিত্তি করে একক ফোটন ডিটেক্টরগুলির পারফরম্যান্স সূচকটি দুর্বল, বিশেষত সনাক্তকরণের দক্ষতা খুব কম এবং গা dark ় গণনার হার খুব বেশি, যা এই ধরণের একক ফোটন ডিটেক্টরের কোনও ব্যবহারিক মান নেই।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীন বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয় (ইউএসটিসি) এবং নানজিং বিশ্ববিদ্যালয় (এনইউ) এর একটি দল আল্ট্রাভায়োলেট সেমিকন্ডাক্টর সিঙ্গল-ফোটন ডিটেক্টরস সম্পর্কিত যৌথ গবেষণায় একাধিক যুগান্তকারী করেছে। সার্কিট প্রযুক্তি এবং প্রথমবারের মতো ব্যবহারিক মানের একটি মিনিয়েচারাইজড 4 এইচ-সিক একক-ফোটন ডিটেক্টর প্রোটোটাইপ তৈরি করেছিল, যা প্রথমবারের জন্য প্রোটোটাইপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। 266 এনএম ব্যান্ডে 133 কেসিপিএসের 10.3% সনাক্তকরণ দক্ষতা এবং একটি গা dark ় গণনা হার সহ একক-ফোটন ডিটেক্টর প্রোটোটাইপ [রেভ। বিজ্ঞান ইনস্ট্রাম 94, 033101 (2023)]। তার পর থেকে, গবেষণা দলটি আল্ট্রাভায়োলেট (ইউভি) ব্যান্ডে প্রথম একক-পিক্সেল একক-ফোটন ইমেজিং পরীক্ষাটি প্রদর্শনের জন্য ডিটেক্টরটিকে ব্যবহার করেছে, 192 × 192 পিক্সেলের একটি ইমেজিং রেজোলিউশন এবং প্রায় 6 পিডব্লিউয়ের প্রাপ্ত হালকা তীব্রতায় 4 এফপিএসের ফ্রেম রেট সহ একক-ফোটন ইমেজিং অর্জন করেছে।
চিত্র 1। (খ) অ্যাক্টিভ কোঞ্চিং অ্যাক্টিভ রিকভারি রিডআউট সার্কিট
এই ভিত্তিতে, গবেষণা দলটি 4 এইচ-সিক একক-ফোটন ডিটেক্টরগুলির পারফরম্যান্স সূচকে কাজ করে চলেছে। একদিকে, ডিভাইসের একক-ফোটন সনাক্তকরণ দক্ষতা 4H-SIC একক-ফোটন অ্যাভাল্যাঞ্চ ফটোডিয়োড কাঠামো এবং প্রক্রিয়াটিকে পুনরাবৃত্তভাবে অনুকূল করে উন্নত করা হয়েছে; অন্যদিকে, 4H-SIC একক-ফোটন অ্যাভাল্যাঞ্চ ফটোডিয়োড ডিভাইসের জন্য একটি নতুন ধরণের সক্রিয়-শয়তান সক্রিয়-পুনরুদ্ধার রিডআউট সার্কিট তৈরি করা হয়েছে, যা ডিটেক্টর ব্যাক-পালসিংয়ের সম্ভাবনা কার্যকরভাবে দমন করেছে এবং একই সময়ে স্যাচুরেশন গণনার হারকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। বৈশিষ্ট্যটির পরে, নতুন ডিটেক্টরটির 266nm ব্যান্ডে 16.6% সনাক্তকরণ দক্ষতা রয়েছে, 138 কেসিপিএসের একটি গা dark ় গণনা হার, 2.7% এর একটি পোস্টের সম্ভাবনা এবং 13 এমসিপিএসের একটি স্যাচুরেশন গণনা হার, যা মূলত ইউভি একক-ফোটন লিডার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একক-ফোটন ডিটেক্টরগুলির কার্যকারিতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
গবেষণা দলটি সম্পর্কিত অ্যাপ্লিকেশনগুলি সম্পাদন করার জন্য একক-ফোটন ডিফারেনশিয়াল শোষণ ওজোন লিডার সিস্টেমে প্রথমবারের মতো ডিটেক্টরটি ব্যবহার করেছিল, লিডার সিস্টেমটি একই সময়ে বায়ুমণ্ডলে দুটি ল্যাসার সহযোগিতার কারণে এবং একই সাথে বায়ুমণ্ডলে 289nm এবং 316nm স্পন্দিত লেজার উল্লম্ব নির্গমন হবে, লেজার সিস্টেমের ওজোন অণুগুলির দুটি ওয়েভের অণুগুলির সাথে তুলনা করে, লেজার ইকো সিগন্যাল অ্যাটেনুয়েশন হার বিভিন্ন উচ্চতায় ওজোনটির বায়ুমণ্ডলীয় ঘনত্বকে বিপরীতভাবে সম্পাদন করা যেতে পারে। তথ্যের তুলনা করার জন্য, ইকো সিগন্যালগুলি দুটি পথে বিভক্ত করা হয়েছিল এবং যথাক্রমে traditional তিহ্যবাহী ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউব এবং নতুন 4 এইচ-সিক একক-ফোটন ডিটেক্টর দিয়ে সনাক্ত করা এবং উল্টানো হয়েছিল এবং পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে দুটি ডিটেক্টর ব্যবহার করে 1 ~ 3.5KM এর পরিসরে ওজোন ঘনত্বের বিতরণগুলি অত্যন্ত কাতর হয়ে গেছে। উপরের কাজটি ইউভি ব্যান্ডের একক-ফোটন লিডারের জন্য একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স এবং অত্যন্ত পরিবেশগতভাবে সহনশীল ব্যবহারিক সমাধান সরবরাহ করে।
চিত্র 2। একক-ফোটন ডিফারেনশিয়াল শোষণ ওজোন লিডার সিস্টেম। (ক) স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম; (খ) ওজোন ঘনত্বের অবিচ্ছিন্ন পর্যবেক্ষণ
