Fotodetektorning o'tkazish qobiliyati va javob berish qobiliyati

O'tkazish qobiliyati va javobgarligifotodetektor
TanlashdaInGaAs fotodetektori, hamma bir xil texnik xususiyatlarni xohlaydi: 10 gigagertsdan yuqori o'tkazish qobiliyati va 0,9 A/Vt dan yuqori javob berish qobiliyati. Ma'lumotlar qo'llanmasini varaqlab chiqqandan so'ng, men bu ikki raqam hech qachon bir xil qurilmada ko'rinmasligini aniqladim. Yuqori o'tkazish qobiliyatining javob berish qobiliyati atigi 0,5 A/Vt yoki undan ham pastroq, yuqori javob berish qobiliyatining o'tkazish qobiliyati esa atigi bir necha yuz MGts. Bu ishlab chiqaruvchining texnik muammosi emas - o'tkazish qobiliyati va javob berish qobiliyati fizikada bir-biriga ziddir va siz uni ikkala usulda ham qo'llab-quvvatlay olmaysiz.
O'tkazish qobiliyati va javobgarlik yutilish qatlami qalinligining muhim parametriga asoslangan ichki jismoniy qarama-qarshilikdir. Yutish qatlamining qalinligini oshirish kvant samaradorligini oshirishi mumkin (shu bilan javobgarlikni oshiradi), ammo bu zaryad tashuvchilarning o'tish vaqtini uzaytiradi (shu bilan o'tkazish qobiliyatini kamaytiradi); aksincha. Shuning uchun, standart PIN fotodetektorini loyihalashda ikkalasiga bir vaqtning o'zida erishish mumkin emas va murosaga kelish kerak.
Sanoatdagi yutuqlar rejasi:
Maqolada ushbu qarama-qarshilikni yengib o'tishga qaratilgan uchta yuqori darajadagi texnologik yechimlar taqdim etiladi:
To'lqin yo'nalishi tipidagi detektor (WGPD): Yorug'likning tarqalish yo'nalishini zaryad tashuvchilarning siljish yo'nalishidan ajratadi va bir vaqtning o'zida yuqori o'tkazish qobiliyatiga (>40 gigagerts) va yuqori javobgarlikka (>0,9 A/Vt) erishishi mumkin, ammo jarayon murakkab va narxi yuqori.
Bir tomonlama tashuvchi transport fotodetektori (UTC-PD): Faqat yuqori tezlikdagi elektronlardan foydalanib, past tezlikdagi teshiklarning o'tish vaqti cheklovini bartaraf etib, u juda yuqori o'tkazish qobiliyatiga (>100 gigagerts) erishishi mumkin va odatda yuqori tezlikdagi aloqa va terahers maydonlarida qo'llaniladi.
Rezonansli bo'shliq bilan kuchaytirilgan fotodetektor (RCE): Yupqa yutilish qatlami ichida yorug'likning yutilishini kuchaytirish uchun optik rezonansli bo'shliqdan foydalanish yuqori o'tkazish qobiliyatini saqlab qolish bilan birga kvant samaradorligini oshirishi mumkin, ammo ishchi o'tkazish qobiliyati (spektral diapazon) juda tor.
Loyihani tanlash bo'yicha tavsiyalar:
Talablarning ustuvorligini aniqlang: Birinchidan, tizim signalining o'tkazuvchanlik qobiliyatiga asoslanib (3 baravar farq bilan) fotodetektor uchun minimal o'tkazuvchanlik talabini aniqlang va keyin ushbu shart bo'yicha eng yuqori sezgirlikka ega modelni tanlang.
Tizim darajasi ko'rsatkichlariga e'tibor bering: Fotodetektorni baholashda nafaqat sezgirlikka, balki shovqin ekvivalenti kuchiga (NEP) va tizim sezgirligiga ham e'tibor qaratish kerak, chunki yuqori sezgirlik yuqori shovqin bilan birga bo'lishi mumkin.
Ko'rib chiqingAPD fotodetektoriKam quvvatli stsenariylarda: Yorug'lik kuchi juda past bo'lganda (masalan, <-30 dBm), ko'chki fotodiodining (APD fotodetektori) ichki kuchaytirgichi javob bermaslikni qoplash uchun ishlatilishi mumkin, ammo uning ortiqcha shovqiniga e'tibor qaratish kerak.
Yuqori talablar va yuqori byudjetga ega WGPD ni tanlash: Tizim yuqori o'tkazish qobiliyati (>20 gigagerts) va yuqori javobgarlik (>0,8 A/Vt) ni talab qilganda, standart PIN detektorlari talablarga javob bera olmaydi va to'lqin yo'riqnomasi tipidagi detektorlar (WGPD) to'g'ridan-to'g'ri ko'rib chiqilishi kerak.
Xulosa:
Standartning o'tkazish qobiliyatiga javob berishdagi murosasiPIN fotodetektoriichki jismoniy cheklovdir. Uni chinakamiga yengib o'tish uchun qurilma tuzilishida yorug'likni yutish yo'lini tashuvchi tranzit yo'lidan jismonan ajratish uchun innovatsiya zarur. Yuqori darajadagi yechimlar ajoyib ishlashga ega, ammo yuqori xarajatlarga ega, shuning uchun muhandislik amaliyotida ma'lum dastur stsenariylari, ishlash talablari va byudjetlar o'rtasida murosaga kelish kerak.