Laser Components jämför teknologier för enfotondetektering

Laser Components Germany GmbH har publicerat en teknisk jämförelse mellan två huvudsakliga teknologier för enfotonsdetektering: fotomultiplikatorrör (PMT) och enfotons lavindiode (SPAD).

Enfotonräkning är avgörande för framsteg inom områden som astronomi, partikelstorleksanalys, sjukdomsdiagnostik, medicinsk analys, bildtagning och kvantkryptering. Inom biomedicinsk forskning, särskilt med konfokal- och STED-mikroskopi, har tekniken möjliggjort betydande framsteg i analysen av biologiska molekylers struktur och funktion.

PMT:er består traditionellt av en fotokatod och en sekundärelektronförstärkare i ett evakuerat glasrör. När fotoner träffar fotokatoden emitteras en elektron, som sedan accelereras och träffar därefter följande elektroder (dyner). Varje dyn stöter ut ett flertal sekundärelektroner, vilket skapar en lavin av elektroner som samlas vid anoden och genererar en detekterbar elektrisk puls.

SPAD:er fungerar som fotodioder som drivs över sin genombrottsspänning. En enda utslagen fotoelektron kan initiera en lavin av cirka 10^8 laddningsbärare. Genom speciella kretslösningar (passiv eller aktiv kvänsning) återgår dioden snabbt till sitt normala tillstånd efter varje detektion, vilket möjliggör räkning av enskilda fotonpulser med korta dödtider, upp till 10 MHz räknefrekvens.

Laser Components framhåller SPAD:ernas högre kvanteffektivitet och bredare spektrala känslighet (300 nm till NIR). Särskilt deras "VLoK APD" uppnår låga mörkerantal (< 10 c/s) med hög kvanteffektivitet (> 80% vid 670 nm). För kortare våglängder, där PMT:er traditionellt varit dominerande, erbjuder Laser Components nu "COUNTblue"-modulen med över 50% kvanteffektivitet vid 405 nm.