Yagona fotonInGaAs fotodetektori
LiDARning jadal rivojlanishi bilan,yorug'likni aniqlashAvtomatik transport vositalarini kuzatish tasvirlash texnologiyasi uchun ishlatiladigan texnologiya va masofani aniqlash texnologiyasi ham yuqori talablarga ega, an'anaviy kam yorug'likni aniqlash texnologiyasida ishlatiladigan detektorning sezgirligi va vaqt aniqligi haqiqiy ehtiyojlarni qondira olmaydi. Yagona foton yorug'likning eng kichik energiya birligi bo'lib, bitta fotonni aniqlash qobiliyatiga ega detektor kam yorug'likni aniqlashning oxirgi vositasidir. InGaAs bilan taqqoslagandaAPD fotodetektori, InGaAs APD fotodetektoriga asoslangan bitta fotonli detektorlar yuqori javob tezligi, sezgirligi va samaradorligiga ega. Shuning uchun, IN-GAAS APD fotodetektorli bitta fotonli detektorlar bo'yicha mamlakatimizda va chet ellarda bir qator tadqiqotlar o'tkazildi.
Italiyadagi Milan universiteti tadqiqotchilari dastlab bitta fotonning o'tkinchi xatti-harakatlarini simulyatsiya qilish uchun ikki o'lchovli modelni ishlab chiqdilar.ko'chki fotodetektori1997-yilda bitta foton ko'chkisi fotodetektorining o'tish xususiyatlarining raqamli simulyatsiya natijalarini berdi. Keyin, 2006-yilda tadqiqotchilar MOCVD dan foydalanib, tekis geometrik shaklni tayyorladilar.InGaAs APD fotodetektoribitta fotonli detektor, bu aks ettiruvchi qatlamni kamaytirish va heterojen interfeysdagi elektr maydonini kuchaytirish orqali bitta fotonli aniqlash samaradorligini 10% gacha oshirdi. 2014-yilda rux diffuziyasi sharoitlarini yanada yaxshilash va vertikal strukturani optimallashtirish orqali bitta fotonli detektor yuqori aniqlash samaradorligiga ega, 30% gacha va taxminan 87 ps vaqt tebranishiga erishadi. 2016-yilda SANZARO M va boshqalar InGaAs APD fotodetektorli bitta fotonli detektorni monolit integratsiyalashgan rezistor bilan birlashtirdilar, detektor asosida ixcham bitta fotonli hisoblash modulini yaratdilar va ko'chki zaryadini sezilarli darajada kamaytiradigan gibrid o'chirish usulini taklif qildilar, shu bilan impulsdan keyingi va optik o'zaro ta'sirni kamaytiradilar va vaqt tebranishi 70 ps gacha kamaytirdilar. Shu bilan birga, boshqa tadqiqot guruhlari ham InGaAs APD bo'yicha tadqiqotlar olib borishdi.fotodetektorbitta foton detektori. Masalan, Princeton Lightwave tekis tuzilishga ega InGaAs/InPAPD bitta foton detektorini loyihalashtirdi va uni tijorat maqsadlarida foydalanishga topshirdi. Shanxay Texnik Fizika Instituti 1,5 MGts impuls chastotasida 3,6 × 10 ⁻⁴/ns qorong'u hisoblash bilan rux konlarini olib tashlash va sig'imli muvozanatli darvoza impuls rejimidan foydalangan holda APD fotodetektorining bitta fotonli ishlashini sinovdan o'tkazdi. Jozef P va boshqalar kengroq tarmoqli oralig'iga ega mesa strukturali InGaAs APD fotodetektori bitta foton detektorini loyihalashtirdilar va aniqlash samaradorligiga ta'sir qilmasdan pastroq qorong'u hisoblashni olish uchun InGaAsP ni yutuvchi qatlam materiali sifatida ishlatdilar.
InGaAs APD fotodetektori bitta foton detektorining ish rejimi erkin ish rejimidir, ya'ni APD fotodetektori ko'chki sodir bo'lgandan keyin periferik zanjirni o'chirishi va bir muddat o'chirilgandan keyin tiklanishi kerak. O'chirish kechikish vaqtining ta'sirini kamaytirish uchun u taxminan ikki turga bo'linadi: Birinchisi, o'chirishga erishish uchun passiv yoki faol o'chirish zanjiridan foydalanish, masalan, R Thew tomonidan ishlatiladigan faol o'chirish zanjiri va boshqalar. (a), (b)-rasmlar elektron boshqaruv va faol o'chirish zanjiri va uning APD fotodetektori bilan ulanishining soddalashtirilgan diagrammasi bo'lib, u darvozali yoki erkin ishlaydigan rejimda ishlash uchun ishlab chiqilgan bo'lib, ilgari amalga oshirilmagan post-impuls muammosini sezilarli darajada kamaytiradi. Bundan tashqari, 1550 nm da aniqlash samaradorligi 10% ni tashkil qiladi va post-impuls ehtimoli 1% dan kamroqqa kamayadi. Ikkinchisi, tarafkashlik kuchlanishi darajasini boshqarish orqali tez o'chirish va tiklashni amalga oshirishdir. Bu ko'chki impulsining teskari aloqa boshqaruviga bog'liq emasligi sababli, o'chirishning kechikish vaqti sezilarli darajada kamayadi va detektorning aniqlash samaradorligi yaxshilanadi. Masalan, LC Comandar va boshqalar darvozali rejimdan foydalanadilar. InGaAs/InPAPD asosida darvozali bitta fotonli detektor tayyorlandi. 1550 nm da bitta fotonli aniqlash samaradorligi 55% dan oshdi va impulsdan keyingi ehtimollik 7% ga erishildi. Shu asosda, Xitoy Fan va Texnologiya Universiteti erkin rejimli InGaAs APD fotodetektorli bitta fotonli detektor bilan bir vaqtning o'zida ulangan ko'p rejimli tolali aloqadan foydalanadigan liDAR tizimini yaratdi. Eksperimental uskunalar (c) va (d) rasmlarda ko'rsatilgan va balandligi 12 km bo'lgan ko'p qatlamli bulutlarni aniqlash 1 s vaqt aniqligi va 15 m fazoviy aniqlik bilan amalga oshiriladi.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 7-may