Pengesan foto InGaAs foton tunggal

Foton tunggalPengesan foto InGaAs

Dengan perkembangan LiDAR yang pesat,pengesanan cahayaTeknologi dan teknologi pengimejan pengesanan kenderaan automatik juga mempunyai keperluan yang lebih tinggi, kepekaan dan resolusi masa pengesan yang digunakan dalam teknologi pengesanan cahaya rendah tradisional tidak dapat memenuhi keperluan sebenar. Foton tunggal ialah unit tenaga cahaya terkecil, dan pengesan dengan keupayaan pengesanan foton tunggal ialah alat terakhir pengesanan cahaya rendah. Berbanding dengan InGaAsPengesan foto APD, pengesan foton tunggal berdasarkan fotodetektor InGaAs APD mempunyai kelajuan tindak balas, kepekaan dan kecekapan yang lebih tinggi. Oleh itu, satu siri kajian mengenai pengesan foton tunggal fotodetektor IN-GAAS APD telah dijalankan di dalam dan luar negara.

Penyelidik dari Universiti Milan di Itali mula-mula membangunkan model dua dimensi untuk mensimulasikan tingkah laku sementara foton tunggal.pengesan foto runtuhan saljipada tahun 1997, dan memberikan keputusan simulasi berangka bagi ciri-ciri sementara bagi satu pengesan foto runtuhan foton tunggal. Kemudian pada tahun 2006, para penyelidik menggunakan MOCVD untuk menyediakan geometri satahPengesan foto APD InGaAsPengesan foton tunggal, yang meningkatkan kecekapan pengesanan foton tunggal kepada 10% dengan mengurangkan lapisan pantulan dan meningkatkan medan elektrik pada antara muka heterogen. Pada tahun 2014, dengan menambah baik lagi keadaan resapan zink dan mengoptimumkan struktur menegak, pengesan foton tunggal mempunyai kecekapan pengesanan yang lebih tinggi, sehingga 30%, dan mencapai jitter masa kira-kira 87 ps. Pada tahun 2016, SANZARO M et al. mengintegrasikan pengesan foton tunggal pengesan foto InGaAs APD dengan perintang bersepadu monolitik, mereka bentuk modul pengiraan foton tunggal padat berdasarkan pengesan, dan mencadangkan kaedah pemadaman hibrid yang mengurangkan cas runtuhan salji dengan ketara, sekali gus mengurangkan pasca denyut dan crosstalk optik, dan mengurangkan jitter masa kepada 70 ps. Pada masa yang sama, kumpulan penyelidikan lain juga telah menjalankan penyelidikan mengenai InGaAs APD.pengesan fotopengesan foton tunggal. Contohnya, Princeton Lightwave telah mereka bentuk pengesan foton tunggal InGaAs/InPAPD dengan struktur satah dan menggunakannya secara komersial. Institut Fizik Teknikal Shanghai menguji prestasi foton tunggal pengesan foto APD menggunakan penyingkiran mendapan zink dan mod denyut get seimbang kapasitif dengan kiraan gelap denyut 3.6 × 10⁻⁴/ns pada frekuensi denyut 1.5 MHz. Joseph P et al. mereka bentuk struktur mesa pengesan foto InGaAs APD pengesan foto tunggal dengan jurang jalur yang lebih luas, dan menggunakan InGaAsP sebagai bahan lapisan penyerap untuk mendapatkan kiraan gelap yang lebih rendah tanpa menjejaskan kecekapan pengesanan.

Mod operasi pengesan foton tunggal pengesan foto InGaAs APD adalah mod operasi bebas, iaitu, pengesan foto APD perlu memadamkan litar periferi selepas runtuhan salji berlaku, dan pulih selepas pemadatan untuk tempoh masa tertentu. Untuk mengurangkan kesan masa kelewatan pemadatan, ia secara kasarnya dibahagikan kepada dua jenis: Satu adalah menggunakan litar pemadatan pasif atau aktif untuk mencapai pemadatan, seperti litar pemadatan aktif yang digunakan oleh R Thew, dsb. Rajah (a), (b) ialah gambarajah ringkas bagi kawalan elektronik dan litar pemadatan aktif dan sambungannya dengan pengesan foto APD, yang telah dibangunkan untuk berfungsi dalam mod berpagar atau larian bebas, mengurangkan masalah pasca-nadi yang sebelum ini tidak direalisasikan dengan ketara. Selain itu, kecekapan pengesanan pada 1550 nm ialah 10%, dan kebarangkalian pasca-nadi dikurangkan kepada kurang daripada 1%. Yang kedua adalah untuk merealisasikan pemadatan dan pemulihan pantas dengan mengawal tahap voltan bias. Oleh kerana ia tidak bergantung pada kawalan maklum balas denyutan runtuhan salji, masa kelewatan pelindapkejutan berkurangan dengan ketara dan kecekapan pengesanan pengesan dipertingkatkan. Contohnya, LC Comandar et al menggunakan mod berpagar. Pengesan foton tunggal berpagar berdasarkan InGaAs/InPAPD telah disediakan. Kecekapan pengesanan foton tunggal adalah lebih 55% pada 1550 nm, dan kebarangkalian pasca-denyut sebanyak 7% telah dicapai. Atas dasar ini, Universiti Sains dan Teknologi China telah mewujudkan sistem liDAR menggunakan gentian berbilang mod yang digandingkan secara serentak dengan pengesan foton tunggal pengesan foto InGaAs APD mod bebas. Peralatan eksperimen ditunjukkan dalam Rajah (c) dan (d), dan pengesanan awan berbilang lapisan dengan ketinggian 12 km direalisasikan dengan resolusi masa 1 s dan resolusi ruang 15 m.