ነጠላ ፎቶን InGaAs ፎቶዲቴክተር

ነጠላ ፎቶንየInGaAs ፎቶዲቴክተር

የሊዳር ፈጣን እድገትን ተከትሎ፣የብርሃን ማወቂያለአውቶማቲክ ተሽከርካሪ መከታተያ ምስል ቴክኖሎጂ ጥቅም ላይ የሚውለው ቴክኖሎጂ እና የደረጃ አሰጣጥ ቴክኖሎጂ ከፍተኛ መስፈርቶች አሏቸው፣ በባህላዊው ዝቅተኛ ብርሃን ማወቂያ ቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የመመርመሪያው ስሜታዊነት እና የጊዜ ጥራት ትክክለኛ ፍላጎቶችን ሊያሟላ አይችልም። ነጠላ ፎቶን የብርሃን ትንሹ የኃይል አሃድ ሲሆን ነጠላ ፎቶን ማወቂያ ችሎታ ያለው መመርመሪያ ዝቅተኛ ብርሃን ማወቂያ የመጨረሻ መሣሪያ ነው። ከ InGaAs ጋር ሲነጻጸርየኤፒዲ ፎቶዲተርበInGaAs APD ፎቶዲቴክተር ላይ የተመሰረቱ ነጠላ ፎቶን መመርመሪያዎች ከፍተኛ የምላሽ ፍጥነት፣ ትብነት እና ቅልጥፍና አላቸው። ስለዚህ፣ በIN-GAAS APD ፎቶዲቴክተር ነጠላ ፎቶን መመርመሪያዎች ላይ ተከታታይ ጥናቶች በሀገር ውስጥም ሆነ በውጭ አገር ተካሂደዋል።

በጣሊያን ከሚላን ዩኒቨርሲቲ የተውጣጡ ተመራማሪዎች ለመጀመሪያ ጊዜ የአንድ ፎቶን ጊዜያዊ ባህሪ ለመምሰል ባለ ሁለት ገጽታ ሞዴል አዘጋጅተዋልየአቬላንች ፎቶዲቴክተርእ.ኤ.አ. በ1997፣ እና የአንድ ፎቶን አቬላንቼ ፎቶዲቴክተር ጊዜያዊ ባህሪያትን የቁጥር ማስመሰል ውጤቶችን ሰጥተዋል። ከዚያም በ2006፣ ተመራማሪዎቹ ጠፍጣፋ ጂኦሜትሪክ ለማዘጋጀት MOCVDን ተጠቅመዋልየInGaAs APD ፎቶዲቴክተርነጠላ የፎቶን ማወቂያ፣ ይህም አንጸባራቂውን ንብርብር በመቀነስ እና በተለያዩ መገናኛዎች ላይ ያለውን የኤሌክትሪክ መስክ በማሳደግ የነጠላ ፎቶን ማወቂያ ቅልጥፍናን ወደ 10% አሳድጓል። እ.ኤ.አ. በ2014፣ የዚንክ ስርጭት ሁኔታዎችን የበለጠ በማሻሻል እና ቀጥ ያለ መዋቅርን በማመቻቸት፣ የነጠላ ፎቶን ማወቂያ እስከ 30% የሚደርስ ከፍተኛ የማወቂያ ቅልጥፍና ያለው ሲሆን ወደ 87 ps የሚጠጋ የጊዜ ጅረት ያገኛል። እ.ኤ.አ. በ2016፣ ሳንዛሮ ኤም እና ሌሎችም የInGaAs APD ፎቶዴቴክተር ነጠላ-ፎቶን ማወቂያን ከሞኖሊቲክ የተቀናጀ ተከላካይ ጋር አዋህደዋል፣ በዲቴክተሩ ላይ የተመሠረተ የታመቀ ነጠላ-ፎቶን የመቁጠር ሞጁል ነድፈዋል፣ እና የአቫላንቼ ክፍያን በእጅጉ የሚቀንስ፣ በዚህም የድህረ-ምት እና የኦፕቲካል ክሮስቶክ በመቀነስ እና የጊዜ ጅተርን ወደ 70 ps በመቀነስ የሃይብሪድ ኩንችት ዘዴ አቅርበዋል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ሌሎች የምርምር ቡድኖች በInGaAs APD ላይ ጥናት አካሂደዋል።ፎቶዲቴክተርነጠላ የፎቶን ማወቂያ። ለምሳሌ፣ ፕሪንስተን ላይትዋቭ የInGaAs/InPAPD ነጠላ የፎቶን ማወቂያን ከፕላናር መዋቅር ጋር ነድፎ ለንግድ አገልግሎት አውጥቷል። የሻንጋይ የቴክኒክ ፊዚክስ ተቋም የAPD ፎቶዴቴክተርን ነጠላ ፎቶን አፈፃፀም የዚንክ ክምችቶችን በማስወገድ እና የካፓሲቲቭ ሚዛናዊ የበር ምት ሁነታን በ1.5 ሜኸዝ የልብ ምት ድግግሞሽ 3.6 × 10 ⁻⁴/ns የልብ ምት በመጠቀም ሞክሯል። ጆሴፍ ፒ እና ሌሎችም ሰፊ ባንድጋፕ ያለው የሜሳ መዋቅር InGaAs APD ፎቶዴቴክተር ነጠላ የፎቶን ማወቂያ ነድፈው InGaAsPን እንደ መምጠጥ ንብርብር ቁሳቁስ ተጠቅመው የመለየት ቅልጥፍናን ሳይነካ ዝቅተኛ የጨለማ ብዛት ለማግኘት ተጠቅመዋል።

የInGaAs APD ፎቶዲቴክተር ነጠላ ፎቶን ዲቴክተር የአሠራር ሁነታ ነፃ የአሠራር ሁነታ ነው፣ ​​ማለትም የAPD ፎቶዲቴክተር የበረዶ ግግር ከተከሰተ በኋላ የፔሪፈራል ዑደትን ማጥፋት እና ለተወሰነ ጊዜ ከጠፋ በኋላ ማገገም አለበት። የማጥፋት መዘግየት ጊዜን ተፅእኖ ለመቀነስ በግምት በሁለት ዓይነቶች ይከፈላል፡ አንደኛው እንደ R Thew ጥቅም ላይ የዋለው ንቁ የማጥፋት ዑደት፣ ወዘተ ያሉ የማጥፋት ውጤቶችን ለማግኘት ተገብሮ ወይም አክቲቭ የማጥፋት ዑደትን መጠቀም ነው። ምስል (a)፣ (b) የኤሌክትሮኒክ ቁጥጥር እና አክቲቭ የማጥፋት ዑደት እና ከ APD ፎቶዲቴክተር ጋር ያለው ግንኙነት ቀለል ያለ ንድፍ ሲሆን ይህም በበር ወይም በነፃ የሩጫ ሁነታ እንዲሰራ የተገነባ ሲሆን ይህም ቀደም ሲል ያልተረጋገጠውን የድህረ-ምት ችግር በእጅጉ ይቀንሳል። ከዚህም በላይ በ1550 nm ላይ ያለው የመለየት ብቃት 10% ነው፣ እና የድህረ-ምት እድል ከ1% በታች ይቀንሳል። ሁለተኛው ደግሞ የዳያሊ ቮልቴጅ ደረጃን በመቆጣጠር ፈጣን የማጥፋት እና የማገገሚያ እውን ማድረግ ነው። በአቫላንቼ pulse ግብረመልስ ቁጥጥር ላይ የተመሰረተ ስላልሆነ፣ የማጥፋት ጊዜ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል እና የመርማሪው የመለየት ብቃት ይሻሻላል። ለምሳሌ፣ LC Comandar እና ሌሎችም የጌትድ ሁነታን ይጠቀማሉ። በInGaAs/InPAPD ላይ የተመሠረተ የተገጠመ ነጠላ ፎቶን ማወቂያ ተዘጋጅቷል። የነጠላ ፎቶን ማወቂያ ውጤታማነት በ1550 nm ከ55% በላይ ነበር፣ እና የድህረ-ምት እድል 7% ተገኝቷል። በዚህ መሠረት፣ የቻይና የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ ከነጻ-ሞድ InGaAs APD ፎቶዲቴክተር ነጠላ-ፎቶን ማወቂያ ጋር በአንድ ጊዜ ባለብዙ-ሞድ ፋይበርን በመጠቀም የliDAR ስርዓት አቋቁሟል። የሙከራ መሳሪያዎቹ በምስል (ሐ) እና (መ) ላይ ይታያሉ፣ እና የ12 ኪ.ሜ ቁመት ያላቸው ባለብዙ-ንብርብር ደመናዎች መለየት በ1 ሰከንድ የጊዜ ጥራት እና በ15 ሜትር የቦታ ጥራት ይከናወናል።