Yuqori sezgirlikdagi ko'chki fotodetektorlaridagi so'nggi yutuqlar

So'nggi yutuqlaryuqori sezgirlikdagi ko'chki fotodetektorlari

Xona harorati yuqori sezuvchanligi 1550 nmko'chki fotodiod detektori

Yaqin infraqizil (SWIR) diapazonida yuqori sezgirlikdagi yuqori tezlikdagi ko'chki diodlari optoelektron aloqa va liDAR dasturlarida keng qo'llaniladi. Biroq, indiy galliy mishyak ko'chki parchalanish diodi (InGaAs APD) tomonidan boshqariladigan hozirgi yaqin infraqizil ko'chki fotodiodi (APD) har doim an'anaviy multiplikator mintaqasi materiallari, indiy fosfid (InP) va indiy alyuminiy mishyak (InAlAs) ning tasodifiy to'qnashuv ionlanish shovqini bilan cheklangan bo'lib, natijada qurilmaning sezgirligi sezilarli darajada pasaygan. Yillar davomida ko'plab tadqiqotchilar InGaAs va InP optoelektron platforma jarayonlari bilan mos keladigan va ommaviy kremniy materiallariga o'xshash juda past ta'sirli ionlanish shovqin ko'rsatkichlariga ega bo'lgan yangi yarimo'tkazgich materiallarini faol ravishda qidirmoqdalar.

Innovatsion 1550 nm ko'chki fotodiod detektori LiDAR tizimlarini ishlab chiqishga yordam beradi

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

Yangi materiallar asosiy afzalliklarni taqdim etadi

Ushbu tadqiqotning eng muhim jihati materiallardan innovatsion foydalanishdir. Tadqiqotchilar yutilish qatlami sifatida GaAsSb ni va multiplikator qatlami sifatida AlGaAsSb ni tanladilar. Ushbu dizayn an'anaviy InGaAs/InP dan farq qiladi va muhim afzalliklarni beradi:

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

2.AlGaAsSb multiplikator qatlami: AlGaAsSb multiplikator qatlami ishlash jihatidan an'anaviy InP va InAlAs multiplikator qatlamlaridan ustundir. Bu asosan xona haroratida yuqori daromad, yuqori o'tkazish qobiliyati va juda past ortiqcha shovqinda aks etadi.

Ajoyib ishlash ko'rsatkichlari bilan

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

1. Ultra yuqori daromad: Xona haroratida 278 ga teng ultra yuqori daromadga 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, kuchaytirish M = 70; F <4, kuchaytirish M=100).

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

1-rasm. APD ning ortiqcha shovqinifotodetektor qurilmalariboshqa APD fotodetektorlari bilan taqqoslaganda

Keng qo'llanilish istiqbollari

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

1. Signal-shovqin nisbati yaxshilandi: Yuqori kuchaytirish va past shovqin xususiyatlari signal-shovqin nisbatini sezilarli darajada yaxshilaydi, bu esa issiqxona gazlarini monitoring qilish kabi fotonlar kam bo'lgan muhitlarda qo'llanilishi uchun juda muhimdir.

2. Kuchli moslik: Yangi APD fotodetektori (ko'chki fotodetektori) mavjud indiy fosfid (InP) optoelektronika platformalari bilan mos kelish uchun mo'ljallangan bo'lib, mavjud tijorat aloqa tizimlari bilan uzluksiz integratsiyani ta'minlaydi.

3. Yuqori operatsion samaradorlik: U murakkab sovutish mexanizmlarisiz xona haroratida samarali ishlashi mumkin, bu esa turli amaliy qo'llanmalarda joylashtirishni soddalashtiradi.

Ushbu yangi 1550 nm SACM APD fotodetektorining (ko'chki fotodetektori) ishlab chiqilishi sohada katta yutuqni anglatadi. An'anaviy APD fotodetektori (ko'chki fotodetektori) dizaynlarida ortiqcha shovqin va kuchaytirish tarmoqli kengligi mahsulotlari bilan bog'liq asosiy cheklovlarni bartaraf etadi. Ushbu innovatsiya liDAR tizimlarining, ayniqsa uchuvchisiz liDAR tizimlarining imkoniyatlarini, shuningdek, bo'sh joy aloqasini oshirishi kutilmoqda.