电子电路和元器件产生噪声的基本原因检测显微镜

电子电路和元器件产生噪声的基本原因检测显微镜
电荷的电子探测    光电传感过程的最后一步是对光激发电荷包的精确电子探测。很明显，电子电荷探测电路只增加了数量较小的噪声，因此即使是非常小的电荷包，甚至可以小到一个单位电荷包，也能被准确地探测到。    电子电路和元器件产生噪声的基本原因是由于自由电子与周围环境发生热相互作用而产生的。在组成电子元器件的导电材料中，电子运动具有随机成分，因为它们的动能不为零电子电荷探测   在室温环境中实现具有优于单电子均方根分辨率能力的电荷波包电子探测显然是很实际的。如果读出噪声的均方根小于0．2～0．4个电子，就能实现真正的单电子电荷探测。    将这种单电子电荷探测电路与适合的光电探测材料相结合就能够实现量子效率接近于100％的单光子分辨能力的光电传感器，其中暗电流密度能够达到足够小的水平，几何填充因子接近于1个单位量级。本书随后的章节将介绍几种采用混合技术实现的单光子电子图像传感器。    由于无处不在的硅材料技术可以实现噪声小于单个电子均方根的片上和内部像素电荷探测电路，而且在可见光和近红外光谱范围，硅材料的量子效率接近于100％，像素结构使几何填充因子接近100％，因此可以制作出单片集成和性价比高的单光子电子图像传感器。当前研发的背照式基于CMOS图像传感器技术填补了低成本单光子图像传感器的空白