ባለአንድ ፎቶ ፎቶ ዳሳሽ የ80% የውጤታማነት ማነቆውን ሰብሯል።

ባለአንድ ፎቶ ፎቶ ዳሳሽየ80% የውጤታማነት ማነቆውን አልፈዋል

ነጠላ-ፎቶፎቶ ዳሳሽበኳንተም ፎቶኒክስ እና በነጠላ-ፎቶ ኢሜጂንግ መስኮች በሰፊው ጥቅም ላይ የሚውሉት በተጨናነቁ እና ዝቅተኛ ዋጋ ባላቸው ጥቅሞች ምክንያት ነው ፣ ግን ከሚከተሉት ቴክኒካዊ ማነቆዎች ጋር ይጋፈጣሉ ።

ወቅታዊ ቴክኒካዊ ገደቦች

1.CMOS እና ቀጭን-መጋጠሚያ SPAD: ምንም እንኳን ከፍተኛ ውህደት እና ዝቅተኛ የጊዜ ጅረት ቢኖራቸውም, የመምጠጥ ሽፋን ቀጭን (ጥቂት ማይክሮሜትሮች) ነው, እና PDE በአቅራቢያው-ኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ የተገደበ ነው, በ 850 nm 32% ብቻ ነው.

2. ወፍራም-መጋጠሚያ SPAD: በአስር ማይክሮሜትሮች ውፍረት ያለው የመምጠጥ ንብርብር ያሳያል። የንግድ ምርቶች በግምት 70% PDE በ 780 nm አላቸው፣ ነገር ግን 80% ማለፍ በጣም ፈታኝ ነው።

3. የወረዳ ውስንነቶችን አንብብ፡ ወፍራም-መጋጠሚያ SPAD ከፍተኛ የበረዶ መጥፋት እድልን ለማረጋገጥ ከ30V በላይ የሆነ ኦቨርቢያ ቮልቴጅ ይፈልጋል። በባህላዊ ዑደቶች ውስጥ 68 ቮ በማጥፋት ቮልቴጅ እንኳን, PDE ወደ 75.1% ብቻ መጨመር ይቻላል.

መፍትሄ

የSPAD ሴሚኮንዳክተር መዋቅርን ያሻሽሉ። ከኋላ የበራ ንድፍ፡ ክስተት ፎቶኖች በሲሊኮን ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ ይበሰብሳሉ። የጀርባ ብርሃን ያለው መዋቅር አብዛኛው ፎቶኖች በመምጠጥ ንብርብር ውስጥ መያዛቸውን ያረጋግጣል, እና የተፈጠሩት ኤሌክትሮኖች ወደ በረዶው ክልል ውስጥ ይገባሉ. በሲሊኮን ውስጥ ያለው የኤሌክትሮኖች ionization መጠን ከጉድጓዶች ከፍ ያለ ስለሆነ የኤሌክትሮኖች መርፌ ከፍተኛ የመጥፋት እድልን ይሰጣል። የዶፒንግ ማካካሻ አቫላንቼ ክልል፡- የቦሮን እና ፎስፎረስ ቀጣይ ስርጭት ሂደትን በመጠቀም ጥልቀት የሌለው ዶፒንግ ይካሳል በጥልቁ ክልል ውስጥ ያለውን የኤሌክትሪክ መስክ በትንሹ ክሪስታል ጉድለቶች በማሰባሰብ እንደ DCR ያሉ ጫጫታዎችን በብቃት ይቀንሳል።

2. ከፍተኛ አፈጻጸም ማንበብ የወረዳ. 50V ከፍተኛ amplitude quenching ፈጣን ሁኔታ ሽግግር; መልቲሞዳል ኦፕሬሽን፡ የ FPGA መቆጣጠሪያ QUENCHING እና RESET ምልክቶችን በማጣመር በነፃ ቀዶ ጥገና (ሲግናል ቀስቅሴ)፣ በጌቲንግ (ውጫዊ GATE ድራይቭ) እና ድብልቅ ሁነታዎች መካከል ተለዋዋጭ መቀያየር ይከናወናል።

3. የመሳሪያ ዝግጅት እና ማሸግ. የ SPAD wafer ሂደት ​​ከቢራቢሮ ጥቅል ጋር ተቀባይነት አግኝቷል። SPAD ከአልኤን ድምጸ ተያያዥ ሞደም ጋር ተያይዟል እና በአቀባዊ በቴርሞኤሌክትሪክ ማቀዝቀዣ (TEC) ላይ ተጭኗል እና የሙቀት መቆጣጠሪያ የሚከናወነው በቴርሚስተር በኩል ነው። ቀልጣፋ ትስስርን ለማግኘት መልቲሞድ ኦፕቲካል ፋይበር ከ SPAD ማእከል ጋር በትክክል ተስተካክሏል።

4. የአፈጻጸም መለኪያ. መለካት የተካሄደው በ 785 nm picosecond pulsed laser diode (100 kHz) እና በጊዜ ዲጂታል መቀየሪያ (TDC፣ 10 ps resolution) በመጠቀም ነው።

ማጠቃለያ

ይህ ጥናት የSPAD መዋቅርን (ወፍራም መስቀለኛ መንገድ፣ የጀርባ ብርሃን ያለው፣ የዶፒንግ ማካካሻ) በማመቻቸት እና የ 50 ቮ quenching circuitን በማደስ፣ ይህ ጥናት በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ነጠላ-ፎቶ ጠቋሚውን PDE ወደ 84.4% ከፍ እንዲል አድርጓል። ከንግድ ምርቶች ጋር ሲነፃፀር አጠቃላይ አፈፃፀሙ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል ፣ ይህም እንደ ኳንተም ኮሙኒኬሽን ፣ ኳንተም ኮምፒዩቲንግ እና ከፍተኛ ስሜታዊነት ያለው ምስል እጅግ በጣም ከፍተኛ ብቃት እና ተለዋዋጭ ክዋኔ ለሚጠይቁ አፕሊኬሽኖች ተግባራዊ መፍትሄዎችን ይሰጣል። ይህ ሥራ በሲሊኮን ላይ የተመሰረተ ተጨማሪ ልማት ጠንካራ መሰረት ጥሏልነጠላ-ፎቶ ማወቂያቴክኖሎጂ.