論文の概要: Differential absorption ozone Lidar with 4H-SiC single-photon detectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04373v1
- Date: Thu, 07 Nov 2024 02:10:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-08 19:35:42.844141
- Title: Differential absorption ozone Lidar with 4H-SiC single-photon detectors
- Title（参考訳）: 4H-SiC単光子検出器を用いた微分吸収オゾンライダー
- Authors: Xian-Song Zhao, Chao Yu, Chong Wang, Tianyi Li, Bo Liu, Hai Lu, Rong Zhang, Xiankang Dou, Jun Zhang, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 紫外(UV)領域におけるDial Lidar(Dial)は、対流圏オゾンのモニタリングに有効なアプローチである。
4H-SiC単光子検出器(SPD)は紫外単光子検出のための創発素子である。
4H-SiC SPDをベースとしたオゾンDIALを実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.254805694575285
- License:
- Abstract: Differential absorption Lidar (DIAL) in the ultraviolet (UV) region is an effective approach for monitoring tropospheric ozone. 4H-SiC single-photon detectors (SPDs) are emergent devices for UV single-photon detection. Here, we demonstrate a 4H-SiC SPD-based ozone DIAL. We design and fabricate the 4H-SiC single-photon avalanche diode with a beveled mesa structure and optimized layer thickness. An active quenching circuit with a quenching time of 1.03 ns is developed to significantly mitigate the afterpulsing effect while enhancing the maximum count rate. After characterization, the SPD exhibits excellent performance with a photon detection efficiency of 16.6% at 266 nm, a dark count rate of 138 kcps, a maximum count rate of 13 Mcps, and an afterpulse probability of 2.7% at room temperature. Then, we apply two 4H-SiC SPDs in an ozone DIAL. The measured ozone concentrations at altitudes of 1-3.5 km agree well with the results of a commercial ozone DIAL. Our work provides an alternative solution for general UV Lidar applications.
- Abstract（参考訳）: 紫外(UV)領域におけるディファレンシャル吸収ライダー(DIAL)は、対流圏オゾンのモニタリングに有効なアプローチである。
4H-SiC単光子検出器(SPD)は紫外単光子検出のための創発素子である。
ここでは, 4H-SiC SPDをベースとしたオゾンDIALを実演する。
我々は,4H-SiC単光子アバランシェダイオードの設計と製造を行った。
焼成時間1.03nsの能動焼成回路を開発し、最大カウント率を高めつつ余パルス効果を著しく低減する。
キャラクタリゼーション後、SPDは266nmでの光子検出効率16.6%、暗カウントレート138kcps、最大カウントレート13mps、室温でのアフターパルス確率2.7%で優れた性能を示す。
次に、オゾンDIALに2つの4H-SiC SPDを適用する。
高度1-3.5kmのオゾン濃度は、商業的なオゾンDIALの結果とよく一致している。
我々の研究は、一般的なUV Lidarアプリケーションのための代替ソリューションを提供する。
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