גלאי פוטומטרים למדידת טווח לייזר ומהירות

כיום, ישנם בעיקר שלושה מצבי דיכוי מפולות עבור פוטודיודות מפולת שלגים מסוג InGaAs: דיכוי פסיבי, דיכוי אקטיבי וגילוי משוער. דיכוי פסיבי מגדיל את זמן הדיודה של פוטודיודות מפולות ומפחית באופן משמעותי את קצב הספירה המרבי של הגלאי, בעוד שדיכוי אקטיבי מסובך מדי מכיוון שמעגל הדיכוי מסובך מדי ומפלט האותות נוטה לפליטה. מצב הגילוי המשוער משמש כיום בגילוי פוטון יחיד. הוא הנפוץ ביותר.

טכנולוגיית גילוי פוטון יחיד יכולה לשפר ביעילות את הדיוק ויעילות הגילוי של המערכת. במערכת תקשורת לייזר בחלל, עוצמת שדה האור הפוגע חלשה מאוד, כמעט ומגיעה לרמת הפוטון. האות שיזוהה על ידי גלאי הפוטון הכללי יופרע או אפילו יוטמע על ידי הרעש בשלב זה, בעוד שטכנולוגיית גילוי פוטון יחיד משמשת למדידת אות אור חלש במיוחד זה. טכנולוגיית גילוי פוטון יחיד המבוססת על פוטו-דיודות מפולת שלגים מסוג InGaAs בעלת מאפיינים של הסתברות נמוכה לפולס לאחר הפעימה, ריצוד זמן קצר וקצב ספירה גבוה.

מדידת לייזר מילאה תפקיד חשוב בתחומים רבים כגון בקרה תעשייתית, חישה מרחוק צבאית ותקשורת אופטית בחלל, הודות למאפייניה המדויקים והמהירים, ועם ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה האופטואלקטרונית. ביניהם, בנוסף לטכנולוגיית מדידת הפולסים המסורתית, מוצעים ללא הרף כמה פתרונות מדידה חדשים, כגון טכנולוגיית גילוי פוטון יחיד המבוססת על מערכת ספירת פוטונים, אשר משפרת את יעילות הגילוי של אות פוטון יחיד ומדכאת רעשים כדי לשפר את דיוק המדידה של המערכת. במדידה של פוטון יחיד, ריצוד הזמן של גלאי הפוטון היחיד ורוחב פולס הלייזר קובעים את דיוק מערכת המדידה. בשנים האחרונות, לייזרים פיקו-שניות בעלי עוצמה גבוהה התפתחו במהירות, כך שריצוד הזמן של גלאי פוטון יחיד הפך לבעיה מרכזית המשפיעה על דיוק הרזולוציה של מערכות מדידה של פוטון יחיד.