Foton tunggalInGaaS Photodetector
Dengan perkembangan pesat lidar,Pengesanan cahayaTeknologi dan teknologi yang digunakan untuk teknologi pencitraan penjejakan kenderaan automatik juga mempunyai keperluan yang lebih tinggi, sensitiviti dan resolusi masa pengesan yang digunakan dalam teknologi pengesanan cahaya rendah tradisional tidak dapat memenuhi keperluan sebenar. Foton tunggal adalah unit tenaga terkecil cahaya, dan pengesan dengan keupayaan pengesanan foton tunggal adalah alat terakhir pengesanan cahaya rendah. Berbanding dengan InGaAsAPD Photodetector, Pengesan foton tunggal berdasarkan InGaAS APD Photodetector mempunyai kelajuan tindak balas, sensitiviti dan kecekapan yang lebih tinggi. Oleh itu, satu siri penyelidikan mengenai pengesan foton tunggal APD APD telah dijalankan di rumah dan di luar negara.
Penyelidik dari Universiti Milan di Itali mula-mula membangunkan model dua dimensi untuk mensimulasikan tingkah laku sementara foton tunggalAvalanche Photodetectorpada tahun 1997, dan memberikan hasil simulasi berangka ciri -ciri sementara fotodetektor avalanche foton tunggal. Kemudian pada tahun 2006, penyelidik menggunakan MOCVD untuk menyediakan geometri planarInGaaS APD PhotodetectorPengesan foton tunggal, yang meningkatkan kecekapan pengesanan tunggal-foton kepada 10% dengan mengurangkan lapisan reflektif dan meningkatkan medan elektrik pada antara muka heterogen. Pada tahun 2014, dengan meningkatkan lagi keadaan penyebaran 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 fotodetektor satu-foton InGaaS APD dengan perintang bersepadu monolitik, yang direka bentuk modul pengiraan tunggal-foton yang padat. Pada masa yang sama, kumpulan penyelidikan lain juga telah menjalankan penyelidikan mengenai InGaaS APDPhotodetectorpengesan foton tunggal. Sebagai contoh, Princeton Lightwave telah merancang pengesan Photon InGaAs/INPAPD dengan struktur planar dan memasukkannya ke dalam penggunaan komersial. Institut Fizik Teknikal Shanghai menguji prestasi fotodetektor APD tunggal menggunakan penyingkiran deposit zink dan mod nadi pintu masuk kapasitif dengan kiraan gelap 3.6 × 10 ⁻⁴/ns nadi pada kekerapan nadi 1.5 MHz. Joseph P et al. Direka struktur MESA InGaAs APD Photodetector Pengesan Photon Single dengan bandgap yang lebih luas, dan menggunakan InGaasp sebagai bahan penyerap untuk mendapatkan kiraan gelap yang lebih rendah tanpa menjejaskan kecekapan pengesanan.
Mod operasi InGaAs APD Photodetector tunggal pengesan foton adalah mod operasi percuma, iaitu, photodetector APD perlu menghilangkan litar periferal selepas longsor berlaku, dan pulih selepas pelindapkejutan untuk tempoh masa. Untuk mengurangkan kesan masa kelewatan pelindapkejutan, ia dibahagikan kepada dua jenis: satu adalah dengan menggunakan litar pelindapkejutan pasif atau aktif untuk mencapai pelindapkejutan, seperti litar pelindapkejutan aktif yang digunakan oleh r. Mengurangkan masalah pasca denyutan yang belum direalisasikan sebelum ini. Selain itu, kecekapan pengesanan pada 1550 nm adalah 10%, dan kebarangkalian pasca denyutan dikurangkan kepada kurang daripada 1%. Yang kedua adalah untuk merealisasikan pelindapkejutan dan pemulihan yang cepat dengan mengawal tahap voltan bias. Oleh kerana ia tidak bergantung kepada kawalan maklum balas nadi longsor, masa kelewatan pelindapkejutan berkurangan dengan ketara dan kecekapan pengesanan pengesan diperbaiki. Sebagai contoh, LC Comandar et al menggunakan mod berpagar. Pengesan foton tunggal berpagar berdasarkan InGaAs/INPAPD disediakan. Kecekapan pengesanan tunggal-foton melebihi 55% pada 1550 nm, dan kebarangkalian pasca denyutan sebanyak 7% dicapai. Atas dasar ini, Universiti Sains dan Teknologi China menubuhkan sistem lidar menggunakan serat multi-mod secara serentak ditambah dengan pengesan Single-Photon APD fotodetektor. Peralatan eksperimen ditunjukkan dalam Rajah (c) dan (d), dan pengesanan awan pelbagai lapisan dengan ketinggian 12 km direalisasikan dengan resolusi masa 1 s dan resolusi spatial 15 m.
Masa Post: Mei-07-2024