Characterization and commercialization of silicon and InGaAs-based single photon detectors

Bu tez, görünür ve yakın kızılötesi spektrum içinde çalışan tetiklemesiz (free running) tek foton detektörleri için özel olarak tasarlanmış sönümleme devrelerinin inceliklerine inmektedir. Silikon ve InGaAs çığ fotodiyotları (APD'ler) için özelleştirilmiş sönümleme devrelerinin tasarımını derinlemesine analiz ederek kapsamlı bir keşifle başlamaktadır. Bu araştırma, çeşitli sönümleme devre topolojilerinin artılarını ve eksilerini ayrıntılı olarak inceleyerek çeşitli uygulamalarını açıklamaktadır. Silikon ve InGaAs APD'lerde bulunan zorluklar, elektronik karmaşıklıklara değinerek, sönümleme ve resetleme devrelerinin optimizasyon stratejilerini vurgulayarak incelemektedir. Ayrıca, küp uydu uyumlu, inyatürize edilmiş bir tasarımın geliştirilmesine odaklanarak, şematik tasarımı detaylandırılmaktadır. Tez, bu detektörlerin elektronik ve optik açılardan tasarlanması, test edilmesi, hata ayıklanması ve karakterize edilmesi süreçlerini ayrıntılı bir şekilde ele almakta olup, deneysel sonuçlara dair detaylı iç görüler sunmaktadır. Ölü zaman, zamansal belirsizlik, artçı sinyal ve foton algılama verimliliği gibi parametreler ve tasarımlar üzerindeki elektronik etkileri açıklayarak incelenmektedir. Kullanılan test ve karakterizasyon metodolojileri hakkında kapsamlı açıklamalar sunulmaktadır. Ayrıca, tez üç farklı tek foton detektörü şemasını ve bunların karşılık gelen PCB tasarımlarını sergilemektedir. Bu detektörlerin gereksinim duyduğu parametreleri karşılamak üzere hazırlanan iki farklı yüksek voltajlı amplifikatör tasarımının geliştirilmesini ayrıntılı olarak ele alır, ve hepsi başarılı ticari ürünlere dönüşmüştür. Bu kapsamlı araştırma, teorik bilgileri pratik uygulamalarla birleştirerek, tetiklemesiz tek vii foton detektörleri için özel olarak tasarlanmış sönme devrelerinin inceliklerinin rafine bir anlayışla birleşmesini anlatmaktadır. Ortaya çıkan tasarımlar ve metodolojiler, disiplinler arası bir bilgi birikimini temsil eder ve tek foton algılama teknolojilerinin gelişimi için derin etkiler sunmaktadır.