Kemajuan terkini dalampengesan foto runtuhan salji sensitiviti tinggi
Suhu bilik sensitiviti tinggi 1550 nmpengesan fotodiod runtuhan salji
Dalam jalur inframerah dekat (SWIR), diod avalanche berkelajuan tinggi kepekaan tinggi digunakan secara meluas dalam komunikasi optoelektronik dan aplikasi liDAR. Walau bagaimanapun, fotodiod runtuhan salji dekat inframerah (APD) semasa yang dikuasai oleh diod pecahan salji arsenik Indium gallium (InGaAs APD) sentiasa dihadkan oleh hingar pengionan perlanggaran rawak bahan rantau pengganda tradisional, indium fosfida (InP) dan arsenik aluminium indium (InAlAs), menghasilkan kepekaan yang ketara bagi peranti. Selama bertahun-tahun, ramai penyelidik sedang giat mencari bahan semikonduktor baharu yang serasi dengan proses platform optoelektronik InGaAs dan InP serta mempunyai prestasi hingar pengionan impak ultra rendah yang serupa dengan bahan silikon pukal.
Pengesan fotodiod avalanche 1550 nm yang inovatif membantu pembangunan sistem LiDAR
Satu pasukan penyelidik di United Kingdom dan Amerika Syarikat buat pertama kalinya berjaya membangunkan pengesan foto APD sensitiviti ultra tinggi 1550 nm baharu (pengesan foto runtuhan salji), satu kejayaan yang menjanjikan untuk meningkatkan prestasi sistem LiDAR dan aplikasi optoelektronik yang lain.
Bahan baharu menawarkan kelebihan utama
Sorotan penyelidikan ini ialah penggunaan bahan yang inovatif. Para penyelidik memilih GaAsSb sebagai lapisan penyerapan dan AlGaAsSb sebagai lapisan pengganda. Reka bentuk ini berbeza daripada InGaAs/InP tradisional dan membawa kelebihan yang ketara:
1.Lapisan penyerapan GaAsSb: GaAsSb mempunyai pekali penyerapan yang serupa dengan InGaAs, dan peralihan daripada lapisan penyerapan GaAsSb kepada AlGaAsSb (lapisan berganda) adalah lebih mudah, mengurangkan kesan perangkap dan meningkatkan kelajuan dan kecekapan penyerapan peranti.
2.Lapisan pengganda AlGaAsSb: Lapisan pengganda AlGaAsSb lebih unggul daripada lapisan pengganda InP dan InAlAs tradisional dalam prestasi. Ia terutamanya dicerminkan dalam keuntungan tinggi pada suhu bilik, lebar jalur tinggi dan hingar berlebihan ultra-rendah.
Dengan penunjuk prestasi cemerlang
Yang baruPengesan foto APD(pengesan fotodiod salji) juga menawarkan peningkatan ketara dalam metrik prestasi:
1. Keuntungan ultra tinggi: Keuntungan ultra tinggi sebanyak 278 telah dicapai pada suhu bilik, dan baru-baru ini Dr. Jin Xiao menambah baik pengoptimuman dan proses struktur, dan keuntungan maksimum telah meningkat kepada M=1212.
2. Bunyi yang sangat rendah: menunjukkan lebihan hingar yang sangat rendah (F < 3, gain M = 70; F<4, gain M=100).
3. Kecekapan kuantum yang tinggi: di bawah keuntungan maksimum, kecekapan kuantum adalah setinggi 5935.3%. Kestabilan suhu yang kuat: sensitiviti kerosakan pada suhu rendah ialah kira-kira 11.83 mV/K.
Rajah 1 Bunyi berlebihan APDperanti pengesan fotoberbanding dengan pengesan foto APD yang lain
Prospek permohonan yang luas
APD baharu ini mempunyai implikasi penting untuk sistem liDAR dan aplikasi foton:
1. Nisbah isyarat-ke-bunyi yang dipertingkatkan: Keuntungan tinggi dan ciri-ciri hingar yang rendah dengan ketara meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi, yang penting untuk aplikasi dalam persekitaran yang lemah foton, seperti pemantauan gas rumah hijau.
2. Keserasian kukuh: Pengesan foto APD baharu (pengesan foto salji) direka bentuk agar serasi dengan platform optoelektronik indium phosphide (InP) semasa, memastikan penyepaduan yang lancar dengan sistem komunikasi komersial sedia ada.
3. Kecekapan operasi yang tinggi: Ia boleh beroperasi dengan cekap pada suhu bilik tanpa mekanisme penyejukan yang kompleks, memudahkan penggunaan dalam pelbagai aplikasi praktikal.
Pembangunan pengesan foto APD 1550 nm baharu ini (pengesan foto salji) mewakili satu kejayaan besar dalam bidang ini, Menangani had utama yang berkaitan dengan hingar berlebihan dan mendapatkan produk jalur lebar dalam reka bentuk pengesan foto APD tradisional (pengesan foto salji). Inovasi ini dijangka meningkatkan keupayaan sistem liDAR, terutamanya dalam sistem liDAR tanpa pemandu, serta komunikasi ruang bebas.
Masa siaran: Jan-13-2025