በከፍተኛ ትብነት ላይ ያሉ የቅርብ ጊዜ እድገቶች የፎቶ ዳሳሾች

የቅርብ ጊዜ እድገቶች በከፍተኛ ስሜታዊነት የጎርፍ ፎቶግራፎች

የክፍል ሙቀት ከፍተኛ ስሜታዊነት 1550 nmአቫላንሽ የፎቶዲዮድ ጠቋሚ

በአቅራቢያው ባለው ኢንፍራሬድ (SWIR) ባንድ ውስጥ፣ ከፍተኛ ስሜታዊነት ያለው ከፍተኛ ፍጥነት ያለው አቫላንሽ ዳዮዶች በኦፕቶኤሌክትሮኒክ ኮሙኒኬሽን እና በ liDAR መተግበሪያዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ። ይሁን እንጂ በአሁኑ ጊዜ ያለው የኢንፍራሬድ አቫላንቼ ፎቶዲዮድ (ኤፒዲ) በ Indium gallium arsenic avalanche breakdown diode (InGaAs APD) የሚገዛው በባህላዊ ብዜት ክልል ቁሳቁሶች፣ ኢንዲየም ፎስፋይድ (ኢንፒ) እና ኢንዲየም አርሴኒክ (In AlAs) ከፍተኛ ቅነሳን በማስከተል በዘፈቀደ ግጭት ionization ጫጫታ ነው። ባለፉት አመታት, ብዙ ተመራማሪዎች ከ InGaAs እና InP optoelectronic የመሳሪያ ስርዓት ሂደቶች ጋር ተኳሃኝ የሆኑ እና ከጅምላ የሲሊኮን ቁሶች ጋር ተመሳሳይነት ያለው እጅግ በጣም ዝቅተኛ ተፅእኖ ያላቸው አዳዲስ ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶችን በንቃት ይፈልጋሉ.

የፈጠራው 1550 nm አቫላንቼ ፎቶዲዮድ ማወቂያ የLiDAR ስርዓቶችን ለማዳበር ይረዳል

በዩናይትድ ኪንግደም እና በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኙ የተመራማሪዎች ቡድን ለመጀመሪያ ጊዜ አዲስ እጅግ በጣም ከፍተኛ የስሜት ህዋሳት 1550 nm APD የፎቶ ዳሳሽ (አዲሱን) በተሳካ ሁኔታ ፈጥሯል (የበረዶ መንሸራተቻ የፎቶ ዳሳሽ), የ LiDAR ስርዓቶችን እና ሌሎች የ optoelectronic መተግበሪያዎችን አፈፃፀም በእጅጉ እንደሚያሻሽል ተስፋ የሚሰጥ ስኬት።

አዳዲስ ቁሳቁሶች ቁልፍ ጥቅሞችን ይሰጣሉ

የዚህ ጥናት ዋና ነጥብ የቁሳቁሶች ፈጠራ አጠቃቀም ነው። ተመራማሪዎቹ GaAsSbን እንደ መምጠጥ ንብርብር እና AlGaAsSb እንደ ማባዣ ንብርብር መርጠዋል። ይህ ንድፍ ከተለምዷዊ InGaAs/InP ይለያል እና ጉልህ ጥቅሞችን ያስገኛል፡

1.GaAsSb የመምጠጥ ንብርብር: GaAsSb ከ InGaAs ጋር ተመሳሳይ የመምጠጥ ቅንጅት አለው, እና ከ GaAsSb የመምጠጥ ንብርብር ወደ AlGaAsSb (ማባዣ ንብርብር) የሚደረገው ሽግግር ቀላል ነው, የወጥመዱን ተፅእኖ በመቀነስ እና የመሳሪያውን ፍጥነት እና የመምጠጥ ቅልጥፍናን ያሻሽላል.

2.AlGaAsSb ማባዣ ንብርብር፡ AlGaAsSb ማባዣ ንብርብር በአፈጻጸም ከባህላዊ InP እና InAlAs ማባዣ ንብርብር የላቀ ነው። በዋነኛነት የሚንፀባረቀው በክፍል ሙቀት፣ ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ በሆነ ከፍተኛ ጫጫታ ነው።

በጣም ጥሩ የአፈጻጸም አመልካቾች ጋር

አዲሱAPD የፎቶ ዳሳሽ(Avalanche photodiode detector) በአፈጻጸም መለኪያዎች ላይም ጉልህ ማሻሻያዎችን ያቀርባል፡-

1. እጅግ ከፍተኛ ትርፍ፡ የ 278 እጅግ በጣም ከፍተኛ ትርፍ በክፍል ሙቀት የተገኘ ሲሆን በቅርብ ጊዜ ዶ/ር ጂን ዢአኦ የመዋቅር ማመቻቸትን እና ሂደቱን አሻሽሏል እና ከፍተኛ ትርፍ ወደ M=1212 ጨምሯል።

2. በጣም ዝቅተኛ ጫጫታ፡- በጣም ዝቅተኛ ትርፍ ድምጽ ያሳያል (F <3, gain M = 70; F<4, gain M=100).

3. ከፍተኛ የኳንተም ቅልጥፍና፡ ከከፍተኛው ትርፍ በታች የኳንተም ብቃቱ እስከ 5935.3% ይደርሳል። የጠንካራ የሙቀት መጠን መረጋጋት፡ በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የብልሽት ስሜት 11.83 mV/K ነው።

ምስል 1 የ APD ከመጠን በላይ ጫጫታphotodetector መሣሪያዎችከሌሎች የ APD photodetector ጋር ሲነጻጸር

ሰፊ የመተግበሪያ ተስፋዎች

ይህ አዲስ APD በ liDAR ስርዓቶች እና በፎቶን መተግበሪያዎች ላይ ጠቃሚ አንድምታ አለው፡

1. የተሻሻለ የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ፡- ከፍተኛ ትርፍ እና ዝቅተኛ የድምፅ ባህሪያት የምልክት-ወደ-ጫጫታ ሬሾን በእጅጉ ያሻሽላሉ፣ይህም በፎቶን-ድሃ አካባቢዎች ውስጥ እንደ ግሪንሃውስ ጋዝ ክትትል ላሉ መተግበሪያዎች ወሳኝ ነው።

2. ጠንካራ ተኳሃኝነት፡- አዲሱ የኤፒዲ ፎቶ ዳሰተር (አቫላንሽ ፎቶ ዳሰተር) ከአሁኑ ኢንዲየም ፎስፋይድ (ኢንፒ) ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መድረኮች ጋር ተኳሃኝ እንዲሆን ተደርጎ የተነደፈ ሲሆን ይህም አሁን ካለው የንግድ ግንኙነት ስርዓቶች ጋር እንከን የለሽ ውህደትን ያረጋግጣል።

3. ከፍተኛ የአሠራር ቅልጥፍና፡ ያለ ውስብስብ የማቀዝቀዝ ዘዴዎች በክፍል ሙቀት ውስጥ በብቃት መሥራት ይችላል፣ ይህም በተለያዩ ተግባራዊ ትግበራዎች ውስጥ መሰማራትን ቀላል ያደርገዋል።

የዚህ አዲስ 1550 nm SACM APD የፎቶ ዳሳሽ (አቫላንሽ ፎቶ ዳሰተር) በሜዳው ውስጥ ትልቅ ግኝትን ይወክላል፣ ከትርፍ ድምጽ ጋር የተያያዙ ቁልፍ ገደቦችን ያስተናግዳል እና የመተላለፊያ ይዘት ምርቶችን በባህላዊ የ APD photodetector (Avalanche photodetector) ንድፎችን ያገኛል። ይህ ፈጠራ የliDAR ሲስተሞችን በተለይም ሰው አልባ የliDAR ስርዓቶችን እና የነጻ ክፍተት ግንኙነቶችን አቅም ያሳድጋል ተብሎ ይጠበቃል።