የInGaAs ፎቶዲቴክተርን ያስተዋውቁ

አስተዋውቅየInGaAs ፎቶዲቴክተር

InGaAs ከፍተኛ ምላሽ ለማግኘት እና ለማመቻቸት ተስማሚ ከሆኑ ቁሳቁሶች አንዱ ነውከፍተኛ ፍጥነት ያለው የፎቶ ማወቂያበመጀመሪያ ደረጃ፣ InGaAs ቀጥተኛ የባንድ ክፍተት ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ሲሆን የባንድ ክፍተት ስፋቱ በIn እና Ga መካከል ባለው ጥምርታ ሊስተካከል ይችላል፣ ይህም የተለያዩ የሞገድ ርዝመት ያላቸው የኦፕቲካል ምልክቶችን ለመለየት ያስችላል። ከእነዚህም መካከል In0.53Ga0.47As ከInP substrate lattice ጋር ፍጹም በሆነ መልኩ የሚጣጣም ሲሆን በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ባንድ ውስጥ በጣም ከፍተኛ የብርሃን መምጠጥ ኮፊሸንት አለው። በዝግጅት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውለውፎቶዲቴክተርእንዲሁም እጅግ በጣም አስደናቂ የሆነ የጨለማ ጅረት እና የምላሽ አፈጻጸም አለው። በሁለተኛ ደረጃ፣ ሁለቱም InGaAs እና InP ቁሳቁሶች በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ የኤሌክትሮን ተንሸራታች ፍጥነቶች አሏቸው፣ ሁለቱም የተሟሉ የኤሌክትሮን ተንሸራታች ፍጥነቶች በግምት 1 × 107 ሴ.ሜ/ሰ ናቸው። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ በተወሰኑ የኤሌክትሪክ መስኮች ስር፣ InGaAs እና InP ቁሳቁሶች የኤሌክትሮን ፍጥነት ከመጠን በላይ ተኩስ ውጤቶችን ያሳያሉ፣ ከመጠን በላይ ተኩስ ፍጥነታቸው በቅደም ተከተል 4 × 107 ሴ.ሜ/ሰ እና 6 × 107 ሴ.ሜ/ሰ ይደርሳል። ከፍተኛ የመስቀለኛ ባንድዊድዝ ለማሳካት ምቹ ነው። በአሁኑ ጊዜ፣ InGaAs ፎቶዲቴክተሮች ለኦፕቲካል ግንኙነት በጣም ዋና ዋና የፎቶዲቴክተሮች ናቸው። በገበያ ውስጥ፣ የገጽታ-ክስተት ማገናኛ ዘዴ በጣም የተለመደ ነው። 25 Gaud/s እና 56 Gaud/s ያላቸው የገጽታ-ክስተት ማወቂያ ምርቶች ቀድሞውኑ በጅምላ ሊመረቱ ይችላሉ። አነስተኛ መጠን ያላቸው፣ የኋላ-ክስተት እና ከፍተኛ-ባንድዊድዝ የገጽታ-ክስተት ማወቂያዎችም ተዘጋጅተዋል፣ በዋናነት እንደ ከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ሙሌት ላሉ አፕሊኬሽኖች። ይሁን እንጂ፣ የማጣመሪያ ዘዴዎቻቸው ውስንነት ምክንያት፣ የገጽታ ክስተት መመርመሪያዎች ከሌሎች የኦፕቶኤሌክትሮኒክ መሳሪያዎች ጋር ለመዋሃድ አስቸጋሪ ናቸው። ስለዚህ፣ የኦፕቶኤሌክትሮኒክ ውህደት ፍላጎት እየጨመረ በመምጣቱ፣ እጅግ በጣም ጥሩ አፈጻጸም ያላቸው እና ለውህደት ተስማሚ የሆኑ የዌቭጋይድ የተጣመሩ የInGaAs ፎቶዲቴክተሮች ቀስ በቀስ የምርምር ትኩረት ሆነዋል። ከእነዚህም መካከል፣ የ70GHz እና 110GHz የንግድ InGaAs ፎቶዲቴክተር ሞጁሎች ሁሉም ማለት ይቻላል የሞገድ መሪ ማያያዣ መዋቅሮችን ይጠቀማሉ። በንጣፍ ቁሶች ልዩነት መሠረት፣ የሞገድ መሪ የተጣመሩ የInGaAs ፎቶዲቴክተሮች በዋናነት በሁለት ዓይነቶች ሊመደቡ ይችላሉ፡ INP-based እና Si-based። በInP substrates ላይ ያለው የቁስ ኤፒታክሲያል ከፍተኛ ጥራት ያለው እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን መሳሪያዎች ለማምረት የበለጠ ተስማሚ ነው። ሆኖም፣ በSi substrates ላይ ለሚበቅሉ ወይም ለተጣመሩ የIII-V ቡድን ቁሳቁሶች፣ በInGaAs ቁሶች እና በSi substrates መካከል ባሉ የተለያዩ አለመጣጣሞች ምክንያት፣ የቁሱ ወይም የበይነገጽ ጥራት በአንጻራዊ ሁኔታ ደካማ ነው፣ እና በመሳሪያዎቹ አፈጻጸም ላይ ለማሻሻል አሁንም ከፍተኛ ቦታ አለ።

የፎቶዲቴክተር በተለያዩ የትግበራ አካባቢዎች፣ በተለይም በከባድ ሁኔታዎች ውስጥ፣ መረጋጋት በተግባራዊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ካሉት ቁልፍ ነገሮች አንዱ ነው። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ እንደ ፔሮቭስኪት፣ ኦርጋኒክ እና ባለ ሁለት ገጽታ ቁሳቁሶች ያሉ አዳዲስ የመመርመሪያ ዓይነቶች፣ ብዙ ትኩረትን የሳቡ፣ ቁሳቁሶቹ እራሳቸው በአካባቢያዊ ሁኔታዎች በቀላሉ ስለሚጎዱ አሁንም ለረጅም ጊዜ መረጋጋት ብዙ ተግዳሮቶች ያጋጥሟቸዋል። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የአዳዲስ ቁሳቁሶች ውህደት ሂደት አሁንም አልበሰለም፣ እና ለትልቅ ደረጃ ምርት እና የአፈጻጸም ወጥነት ተጨማሪ ምርምር አሁንም ያስፈልጋል።

የኢንዳክተሮች መግቢያ በአሁኑ ጊዜ የመሳሪያዎችን የመተላለፊያ ይዘት ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊጨምር ቢችልም፣ በዲጂታል ኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ስርዓቶች ውስጥ ተወዳጅ አይደለም። ስለዚህ፣ የመሣሪያውን ጥገኛ RC መለኪያዎችን የበለጠ ለመቀነስ አሉታዊ ተፅእኖዎችን እንዴት ማስወገድ እንደሚቻል የከፍተኛ ፍጥነት ፎቶዲቴክተር የምርምር አቅጣጫዎች አንዱ ነው። በሁለተኛ ደረጃ፣ የሞገድ መመሪያ የተጣመሩ የፎቶዲቴክተሮች የመተላለፊያ ይዘት እየጨመረ ሲሄድ፣ በመተላለፊያ ይዘት እና ምላሽ ሰጪነት መካከል ያለው ገደብ እንደገና ብቅ ማለት ይጀምራል። ምንም እንኳን የGe/Si ፎቶዲቴክተሮች እና ከ200GHz በላይ 3dB ባንድዊድዝ ያላቸው InGaAs ፎቶዲቴክተር ሪፖርት ቢደረጉም፣ ምላሽ ሰጪነታቸው አጥጋቢ አይደለም። ጥሩ ምላሽ ሰጪነትን እየጠበቁ የመተላለፊያ ይዘትን እንዴት እንደሚጨምሩ አስፈላጊ የምርምር ርዕስ ነው፣ ይህም አዳዲስ የሂደት ተኳሃኝ ቁሳቁሶችን (ከፍተኛ ተንቀሳቃሽነት እና ከፍተኛ የመምጠጥ ኮፊሸንት) ወይም ለመፍታት አዳዲስ ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው የመሳሪያ መዋቅሮችን ማስተዋወቅ ሊፈልግ ይችላል። በተጨማሪም፣ የመሳሪያው የመተላለፊያ ይዘት እየጨመረ ሲሄድ፣ በማይክሮዌቭ ፎቶኒክ አገናኞች ውስጥ የመመርመሪያዎች አተገባበር ሁኔታዎች ቀስ በቀስ ይጨምራሉ። በኦፕቲካል ኮሙኒኬሽን ውስጥ ካለው አነስተኛ የኦፕቲካል ኃይል ክስተት እና ከፍተኛ ስሜታዊነት መለየት በተለየ መልኩ፣ ይህ ሁኔታ፣ በከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት ላይ በመመስረት፣ ለከፍተኛ የኃይል ክስተት ከፍተኛ የሙሌት ኃይል ፍላጎት አለው። ሆኖም፣ ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት መሣሪያዎች ብዙውን ጊዜ ትናንሽ መጠን ያላቸውን መዋቅሮችን ስለሚይዙ፣ ከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ ሙሌት-ኃይል የፎቶ ፈላጊዎችን መፍጠር ቀላል አይደለም፣ እና በመሳሪያዎቹ ተሸካሚ ማውጣት እና የሙቀት ስርጭት ውስጥ ተጨማሪ ፈጠራዎች ሊያስፈልጉ ይችላሉ። በመጨረሻም፣ የከፍተኛ ፍጥነት መመርመሪያዎችን ጨለማ ፍሰት መቀነስ የላቲስ አለመዛመድ ያላቸው የፎቶ ፈላጊዎች መፍታት ያለባቸው ችግር ነው። የጨለማው ፍሰት በዋናነት ከቁሱ ክሪስታል ጥራት እና የገጽታ ሁኔታ ጋር የተያያዘ ነው። ስለዚህ፣ እንደ ከፍተኛ ጥራት ያለው ሄትሮኢፒታክሲ ወይም በላቲስ አለመዛመድ ስርዓቶች ስር ትስስር ያሉ ቁልፍ ሂደቶች ተጨማሪ ምርምር እና ኢንቨስትመንት ይፈልጋሉ።