tanishtirishInGaAs fotodetektori
InGaAs yuqori javobga erishish uchun ideal materiallardan biridir vayuqori tezlikdagi fotodetektor. Birinchidan, InGaAs to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli yarim o'tkazgich materialidir va uning tarmoqli kengligi In va Ga o'rtasidagi nisbat bilan tartibga solinishi mumkin, bu turli to'lqin uzunliklarining optik signallarini aniqlash imkonini beradi. Ularning orasida In0.53Ga0.47As InP substrat panjarasi bilan to'liq mos keladi va optik aloqa bandida juda yuqori yorug'lik yutilish koeffitsientiga ega. Uni tayyorlashda eng ko'p qo'llaniladifotodetektorshuningdek, eng ajoyib qorong'u oqim va sezgirlik ko'rsatkichlariga ega. Ikkinchidan, InGaA va InP materiallari nisbatan yuqori elektron drift tezligiga ega, ularning to'yingan elektron drift tezligi ikkalasi ham taxminan 1 × 107 sm/s. Shu bilan birga, ma'lum elektr maydonlari ostida InGaAs va InP materiallari elektron tezligidan oshib ketish effektini ko'rsatadi, ularning tezligi mos ravishda 4 × 107 sm / s va 6 × 107 sm / s ga etadi. Bu yuqori o'tish o'tkazish qobiliyatiga erishish uchun qulaydir. Hozirgi vaqtda InGaAs fotodetektorlari optik aloqa uchun eng asosiy fotodetektor hisoblanadi. Bozorda yuzaki hodisani ulash usuli eng keng tarqalgan. 25 Gaud/s va 56 Gaud/s bo'lgan yuzaki hodisa detektori mahsulotlari allaqachon ommaviy ishlab chiqarilishi mumkin. Kichikroq o'lchamli, orqaga kirish va yuqori o'tkazish qobiliyatiga ega sirt hodisasi detektorlari, shuningdek, asosan yuqori tezlik va yuqori to'yinganlik kabi ilovalar uchun ishlab chiqilgan. Biroq, ularning ulanish usullarining cheklovlari tufayli, sirt hodisasi detektorlarini boshqa optoelektronik qurilmalar bilan birlashtirish qiyin. Shu sababli, optoelektronik integratsiyaga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, to'lqin qo'llanmasi bilan birlashtirilgan InGaAs fotodetektorlari mukammal ishlashga ega va integratsiyaga mos keladi, asta-sekin tadqiqot markaziga aylandi. Ular orasida 70 gigagertsli va 110 gigagertsli tijoriy InGaAs fotodetektor modullari deyarli barchasi to'lqin uzatuvchi ulanish tuzilmalarini qabul qiladi. Substrat materiallarining farqiga ko'ra, to'lqin qo'llanmasi bilan bog'langan InGaAs fotodetektorlari asosan ikki turga bo'linadi: INP-asosli va Si-asosli. InP substratlarida epitaksial material yuqori sifatga ega va yuqori samarali qurilmalarni ishlab chiqarish uchun ko'proq mos keladi. Biroq, Si substratlarida o'stirilgan yoki yopishtirilgan III-V guruh materiallari uchun InGaAs materiallari va Si substratlari o'rtasidagi turli xil nomuvofiqliklar tufayli material yoki interfeys sifati nisbatan past va qurilmalarning ishlashini yaxshilash uchun hali ham katta imkoniyatlar mavjud.
Fotodetektorning turli xil dastur muhitlarida, ayniqsa ekstremal sharoitlarda barqarorligi ham amaliy qo'llanmalarning asosiy omillaridan biridir. So'nggi yillarda ko'pchilikning e'tiborini tortgan perovskit, organik va ikki o'lchovli materiallar kabi yangi turdagi detektorlar, materiallarning o'zi atrof-muhit omillaridan osongina ta'sirlanganligi sababli uzoq muddatli barqarorlik nuqtai nazaridan hali ham ko'p qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Ayni paytda, yangi materiallarning integratsiya jarayoni hali ham etuk emas va keng ko'lamli ishlab chiqarish va ishlashning izchilligi uchun qo'shimcha tadqiqotlar hali ham zarur.
Induktorlarni joriy etish hozirgi vaqtda qurilmalarning tarmoqli kengligini samarali oshirishi mumkin bo'lsa-da, raqamli optik aloqa tizimlarida mashhur emas. Shu sababli, qurilmaning parazit RC parametrlarini yanada kamaytirish uchun salbiy ta'sirlardan qanday qochish kerakligi yuqori tezlikdagi fotodetektorning tadqiqot yo'nalishlaridan biridir. Ikkinchidan, to'lqin o'tkazgich bilan bog'langan fotodetektorlarning o'tkazish qobiliyati o'sishda davom etar ekan, tarmoqli kengligi va sezgirlik o'rtasidagi cheklov yana paydo bo'la boshlaydi. Garchi Ge/Si fotodetektorlari va InGaAs fotodetektorlari 3dB tarmoqli kengligi 200 GGts dan ortiq bo'lganligi haqida xabar berilgan bo'lsa-da, ularning mas'uliyati qoniqarli emas. Yaxshi sezgirlikni saqlagan holda tarmoqli kengligini qanday oshirish muhim tadqiqot mavzusi bo'lib, uni hal qilish uchun yangi jarayonga mos keladigan materiallarni (yuqori harakatchanlik va yuqori assimilyatsiya koeffitsienti) yoki yangi yuqori tezlikdagi qurilma tuzilmalarini joriy etish talab qilinishi mumkin. Bundan tashqari, qurilmaning tarmoqli kengligi oshgani sayin, mikroto'lqinli fotonik aloqalardagi detektorlarni qo'llash stsenariylari asta-sekin o'sib boradi. Optik aloqada kichik optik quvvat insidansı va yuqori sezuvchanlikni aniqlashdan farqli o'laroq, ushbu stsenariy yuqori tarmoqli kengligi asosida yuqori quvvatli insidans uchun yuqori to'yinganlik quvvatiga talabga ega. Shu bilan birga, yuqori tarmoqli kengligi qurilmalari odatda kichik o'lchamli tuzilmalarni qabul qiladi, shuning uchun yuqori tezlikda va yuqori to'yingan quvvatli fotodetektorlarni ishlab chiqarish oson emas va qurilmalarning tashuvchisini olish va issiqlik tarqalishida keyingi innovatsiyalar kerak bo'lishi mumkin. Nihoyat, yuqori tezlikdagi detektorlarning qorong'u oqimini kamaytirish, panjara mos kelmasligi bo'lgan fotodetektorlar hal qilishi kerak bo'lgan muammo bo'lib qolmoqda. Qorong'u oqim asosan kristall sifati va materialning sirt holatiga bog'liq. Shu sababli, yuqori sifatli heteroepitaksiya yoki panjara mos kelmasligi tizimlari ostida bog'lanish kabi asosiy jarayonlar ko'proq tadqiqot va investitsiyalarni talab qiladi.
Xabar vaqti: 20-avgust-2025-yil