SPAD डायोड्स छोटे उपकरण हैं जो हमें रोशनी के व्यक्तिगत कणों, जिन्हें फोटॉन कहा जाता है, को देखने और मापने की अनुमति देते हैं। फोटॉन रोशनी के सबसे छोटे इकाई हैं, जो इन SPAD डायोड सेंसर्स को संभव बनाते हैं। यह इन्हें सबसे उच्च स्तर के सेंसर्स बनाता है जो विज्ञान में सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं, भौतिकी से जीवविज्ञान तक अलग-अलग क्षेत्रों में। ये उपकरण वैज्ञानिकों को प्राकृतिक दुनिया का अन्वेषण करने और इसे बेहतर ढंग से समझने में सक्षम बनाते हैं।
निम्नलिखित संक्षिप्त रूप का उपयोग कुछ फोटोडिटेक्टर प्रौद्योगिकियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है: SPAD (सिंगल-फोटॉन एवलैंच डायोड) SY APD MPPC finesegmented Si प्रतिरोध-मोटाईsegmentedio SMALL आकार बड़ी मोटाई DSSSiSoI"त्रुटियाँ." 2 PDIter ज्ञात है। यह एक विशिष्ट प्रकार का यंत्र है जो व्यक्तिगत फोटॉन का पता लगा सकता है और गिन सकता है, जो सबसे छोटे प्रकाश का अणु है। इसका मतलब है कि वे सबसे हल्के प्रकाश को भी ध्यान में रखते हैं! जब एक फोटॉन यंत्र में प्रवेश करता है और इलेक्ट्रॉनों की बहुत बड़ी दक्षता का कारण बनता है, SPAD डायोड छोटे बिजली के संकेतों को पहचानकर काम करते हैं। यह एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के बराबर है, जहाँ एक घटना कई अन्य घटनाओं को प्रेरित करती है। जब एक फोटॉन SPAD डायोड पर पड़ता है, तो यह बहुत सारे इलेक्ट्रॉन का कारण बनता है जो मापा जा सकता है।
स्पैड डायोड अन्य प्रकाश डायोडों में विशेष है क्योंकि यह एकल फोटॉन की गणना सटीकता और त्वरितता के साथ कर सकता है। इसलिए वे कई वैज्ञानिक उपकरणों के लिए बहुत मूल्यवान हैं। एक उदाहरण: उनका उपयोग फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी में, जो वैज्ञानिकों के लिए एक अमूल्य उपकरण है जिससे वे कोशिकाओं के भीतर व्यवहार करने वाले व्यक्तिगत अणुओं का अध्ययन कर सकते हैं। ऐसे छोटे-छोटे अणुओं का प्रेक्षण करने की क्षमता बहुत आवश्यक है, क्योंकि यह शोधकर्ताओं को समझने में मदद करती है कि कोशिकाएँ कैसे काम करती हैं और विभिन्न परिस्थितियों पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं। बड़े भौतिकीय प्रयोग अति छोटे कणों की ऊर्जा और गति को मापने के लिए स्पैड डायोड का उपयोग करते हैं, जो वैज्ञानिकों को हमारे ब्रह्मांड और इसके अंदर के सब कुछ के बारे में बहुत कुछ बताता है।
स्पैड डायोड्स फोटॉन काउंटिंग सिस्टम सामान्य डीटेक्टर्स की तुलना में कई फायदे हैं। यह बात कि वे अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, यह एक प्रमुख फायदा है। उनकी प्रदर्शन अत्यधिक संवेदनशील होती है, इसलिए वे सबसे हल्के प्रकाश संकेतों को देख सकते हैं - एक गुण जो उन्हें ऐसे फोटॉन का पता लगाने में सक्षम बनाता है जहाँ अन्य फोटॉन डीटेक्टर्स संभवतः असफल हो जाएँगे। स्पैड डायोड्स की यह संवेदनशीलता बड़ी महत्वपूर्ण है क्योंकि यह वैज्ञानिकों को बहुत हल्के ऑब्जेक्ट्स (जैसे गैलेक्सियों) का अध्ययन करने में सक्षम बनाती है जिनके सबसे हल्के प्रकाश बिलियनों सालों से यात्रा करते हैं पहले से कि पता लगाए जाएँ) या छोटे फ्लोरेसिंग सेल्स के विवरण, जो अन्यथा कुलीन अंधेरे में अदृश्य रहेंगे। इन हल्के प्रकाश स्रोतों का अन्वेषण स्पैड डायोड्स के बिना कठिन होगा।
स्पैड डायोड्स के अन्य आश्चर्यजनक पहलुओं में उनकी गति शामिल है। ये व्यक्तिगत फोटॉन्स को कुछ नैनोसेकंड्स के भीतर अलग करने में सक्षम हैं। दूसरे शब्दों में, एक नैनोसेकंड में! यह तेज़ गति तेज़ परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए बहुत उपयुक्त है, जैसे कि एक पादरी कैसे फ्लैक्स करती है या विभिन्न उत्तेजनाओं पर कैसे प्रतिक्रिया करती है। दोनों ही वास्तविक समय के डेटा प्राप्त करने के लिए सहायक हैं, जो प्रकृति में तेज़ रूप से बदलने वाली प्रक्रियाओं के अध्ययन में महत्वपूर्ण हैं।
चूंकि स्पैड डायोड्स हर एक फोटॉन के संकेत को देख सकते हैं, इन्हें प्राथमिक स्तर के संकेत मापने के लिए उपयुक्त माना जाता है। यहाँ विभिन्न फोटॉन ऊर्जा स्तरों या संभावित मानों को अलग करने की क्षमता होती है। कुछ लंबे तरंगदैर्ध्य बाधा पार कर जाते हैं, और उन्हें पार करने की अनुमति देना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे उन वांछनीय रंगों को बनाते हैं जो वैज्ञानिकों को फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी में अध्ययन करने के लिए चाहिए। रंग जैविक पादरियों के गुणों और व्यवहार पर निर्भर करते हैं, जो वैज्ञानिकों को बताते हैं कि वे एक-दूसरे के साथ कैसे संवाद करते हैं।
डिजाइन के अनुसार SPAD डायोड्स की कई गुणवत्ताएँ होती हैं जो उन्हें इस प्रकार के बहुत उन्नत वैज्ञानिक काम के लिए आदर्श बनाती हैं। इन्हें क्वांटम प्रणालियों में एकल फोटॉन के व्यवहार को सीखने के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह नविकृत प्रौद्योगिकियों, जैसे क्वांटम कंप्यूटर्स के लिए आवश्यक है, जो कंप्यूटिंग को क्रांति ला रहे हैं। ये प्रकाश के अनु परमाणुओं और उप-परमाणु कणों से कैसे अंतर्क्रिया करते हैं, इसकी समझ में भी योगदान दे सकते हैं। यह जानकारी इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा में अनुप्रयोगों के लिए नए पदार्थों और उपकरणों के डिजाइन में मदद कर सकती है।
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