ตัวนับโฟตอนแสงที่มองเห็นได้
ตัวนับโฟตอนแสงที่มองเห็นได้ ( VLPC ) คืออุปกรณ์ตรวจจับโฟตอน ที่ใช้หลักการนำไฟฟ้าของแถบสิ่งเจือปนในซิลิคอนที่เจือด้วยสารหนูอุปกรณ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพควอนตัม สูง และสามารถตรวจจับโฟตอน เดี่ยว ในช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้ความสามารถในการนับจำนวนโฟตอนที่ตรวจพบได้อย่างแม่นยำนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการกระจายกุญแจควอนตัม
ศูนย์วิทยาศาสตร์ของ Rockwell Internationalเคยประกาศ "Solid-State Photomultiplier" (SSPM) ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับแบบแถบความถี่กว้าง (0.4–28 μm) มาก่อน[ 1 ]ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ความร่วมมือ – ซึ่งเริ่มแรกประกอบด้วย Rockwell และUCLA – เริ่มพัฒนาเครื่องติดตามอนุภาคแบบเส้นใยเรืองแสงเพื่อใช้ที่Superconducting Super Collider [ 2 ] [ 3 ]โดยอิงจาก SSPM รุ่นเฉพาะที่ต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อ Visible Light Photon Counter [ 4 ]
หลักการทำงานคล้ายกับAPDแต่ขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้าของแถบสิ่งเจือปน[ 5 ]อุปกรณ์ทำจาก ซิลิคอน ที่เจือด้วยสารหนูและมีแถบสิ่งเจือปนอยู่ต่ำกว่าแถบนำไฟฟ้า 50 meV [ 6 ] ส่งผลให้ได้อัตราขยาย40,000ถึง80,000 [ 5 ] [ 7 ]ที่ไบแอสย้อนกลับเพียงไม่กี่โวลต์ (เช่น 7 V) [ 5 ] [หมายเหตุ 1 ]ช่องว่างแถบแคบ ช่วยลดการกระจายตัวของเก นส่งผลให้มีการตอบสนองที่สม่ำเสมอต่อโฟตอนแต่ละตัว ดังนั้นความสูงของพัลส์เอาต์พุตจึงเป็นสัดส่วนกับจำนวนโฟตอนที่ตกกระทบ VLPC ต้องทำงานที่ อุณหภูมิ เยือกแข็ง (6–10 K) [ 5 ]มีประสิทธิภาพควอนตัม 85% ที่ 565 นาโนเมตร[ 4 ]และความละเอียดเชิงเวลาหลายนาโนวินาที[ 5 ]
VLPC ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในเครื่องตรวจจับการติดตามส่วนกลางของการทดลอง D0 [ 8 ] [ 9 ]และสำหรับ การศึกษา การระบายความร้อนของลำแสงมิวออนสำหรับเครื่องเร่งอนุภาคมิวออน ( MICE ) [ 7 ] นอกจาก นี้ยังได้รับการประเมินสำหรับวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัม[ 6 ]
หมายเหตุ
- ^ในทางตรงกันข้าม SPAD ต้องการแรงดัน ไบแอสย้อนกลับสูงและส่งผลให้กระแสเอาต์พุตถูกดับลง