Yuqori sezgirlikdagi ko'chki fotodetektorlarining so'nggi yutuqlari

So'nggi yutuqlaryuqori sezgirlikdagi ko'chki fotodetektorlari

Xona harorati yuqori sezuvchanlik 1550 nmko'chki fotodiodli detektori

Yaqin infraqizil (SWIR) diapazonida yuqori sezgirlikdagi yuqori tezlikdagi ko'chki diodlari optoelektronik aloqa va liDAR ilovalarida keng qo'llaniladi. Shu bilan birga, Indium gallium mishyak ko'chki parchalanish diodi (InGaAs APD) hukmron bo'lgan joriy yaqin infraqizil ko'chki fotodiodi (APD) har doim an'anaviy multiplikator mintaqaviy materiallarning tasodifiy to'qnashuvi ionlash shovqini, indiy fosfidi (InP) va indiy alyuminiy reaktivligi (Alyuminiy reaktivligi) bilan chegaralangan. qurilmaning sezgirligi. Ko'p yillar davomida ko'plab tadqiqotchilar InGaAs va InP optoelektronik platforma jarayonlariga mos keladigan va ommaviy kremniy materiallariga o'xshash ultra past ta'sirli ionlashtiruvchi shovqin ko'rsatkichlariga ega bo'lgan yangi yarimo'tkazgichli materiallarni faol ravishda qidirmoqdalar.

Innovatsion 1550 nm ko'chki fotodiodli detektori LiDAR tizimlarini rivojlantirishga yordam beradi.

Buyuk Britaniya va Amerika Qo'shma Shtatlaridagi tadqiqotchilar guruhi birinchi marta yangi ultra yuqori sezuvchanlik 1550 nm APD fotodetektorini muvaffaqiyatli ishlab chiqdilar (ko'chki fotodetektori), LiDAR tizimlari va boshqa optoelektronik ilovalarning ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilashga va'da beradigan yutuq.

Yangi materiallar asosiy afzalliklarga ega

Ushbu tadqiqotning asosiy jihati materiallardan innovatsion foydalanishdir. Tadqiqotchilar assimilyatsiya qatlami sifatida GaAsSb va ko'paytiruvchi qatlam sifatida AlGaAsSb ni tanladilar. Ushbu dizayn an'anaviy InGaAs/InP dan farq qiladi va muhim afzalliklarga ega:

1.GaAsSb assimilyatsiya qatlami: GaAsSb InGaAs ga o'xshash assimilyatsiya koeffitsientiga ega va GaAsSb yutilish qatlamidan AlGaAsSb (ko'paytiruvchi qatlam) ga o'tish osonroq bo'lib, tuzoq effektini kamaytiradi va qurilmaning tezligi va yutilish samaradorligini oshiradi.

2.AlGaAsSb multiplikator qatlami: AlGaAsSb multiplikator qatlami ishlash bo'yicha an'anaviy InP va InAlAs multiplikator qatlamidan ustundir. Bu asosan xona haroratida yuqori daromad, yuqori tarmoqli kengligi va ultra past ortiqcha shovqinda aks etadi.

Zo'r ishlash ko'rsatkichlari bilan

YangiAPD fotodetektori(ko'chki fotodiod detektori) shuningdek, ishlash ko'rsatkichlarida sezilarli yaxshilanishlarni taklif qiladi:

1. Ultra-yuqori daromad: 278 ning o'ta yuqori daromadi xona haroratida erishildi va yaqinda doktor Jin Xiao strukturani optimallashtirish va jarayonni yaxshiladi va maksimal daromad M = 1212 ga oshirildi.

2. Juda past shovqin: juda past ortiqcha shovqinni ko'rsatadi (F <3, daromad M = 70; F<4, daromad M=100).

3. Yuqori kvant samaradorligi: maksimal daromad ostida, kvant samaradorligi 5935,3% gacha. Kuchli harorat barqarorligi: past haroratda buzilish sezuvchanligi taxminan 11,83 mV / K ni tashkil qiladi.

1-rasm APD ning ortiqcha shovqinifotodetektor qurilmalariboshqa APD fotodetektorlari bilan solishtirganda

Keng dastur istiqbollari

Ushbu yangi APD liDAR tizimlari va foton ilovalari uchun muhim ahamiyatga ega:

1. Yaxshilangan signal-to-shovqin nisbati: Yuqori daromad va past shovqin xususiyatlari signal-shovqin nisbatini sezilarli darajada yaxshilaydi, bu issiqxona gazlari monitoringi kabi foton kambag'al muhitda ilovalar uchun juda muhimdir.

2. Kuchli muvofiqlik: Yangi APD fotodetektori (ko'chki fotodetektori) mavjud bo'lgan tijoriy aloqa tizimlari bilan uzluksiz integratsiyani ta'minlaydigan hozirgi indiy fosfid (InP) optoelektronika platformalariga mos keladigan tarzda ishlab chiqilgan.

3. Yuqori operatsion samaradorlik: Bu murakkab sovutish mexanizmlarisiz xona haroratida samarali ishlashi mumkin, turli amaliy ilovalarda joylashtirishni soddalashtiradi.

Ushbu yangi 1550 nm SACM APD fotodetektorining (ko'chki fotodetektori) ishlab chiqilishi sohadagi katta yutuqni ifodalaydi, an'anaviy APD fotodetektori (ko'chki fotodetektori) dizaynlarida ortiqcha shovqin va daromad o'tkazish qobiliyati bilan bog'liq asosiy cheklovlarni hal qiladi. Ushbu yangilik liDAR tizimlarining imkoniyatlarini, ayniqsa uchuvchisiz liDAR tizimlarida, shuningdek, bo'sh kosmik aloqalarni kuchaytirishi kutilmoqda.