Соңғы жетістіктержоғары сезімталдығы қар көшкіні фотодетекторлары
Бөлме температурасы жоғары сезімталдық 1550 нмкөшкін фотодиодты детектор
Жақын инфрақызыл (SWIR) диапазонында жоғары сезімталдығы жоғары жылдамдықты көшкін диодтары оптоэлектрондық байланыста және liDAR қолданбаларында кеңінен қолданылады. Дегенмен, индиум галлий мышьяк көшкінінің бұзылу диоды (InGaAs APD) басым болатын ағымдағы жақын инфрақызыл қар көшкіні фотодиоды (APD) әрқашан дәстүрлі мультипликаторлық аймақ материалдарының кездейсоқ соқтығыс иондану шуымен шектелген, индий фосфиді (InP) және индий алюминийі айтарлықтай әсер ететін, құрылғының сезімталдығы. Жылдар бойы көптеген зерттеушілер InGaAs және InP оптоэлектрондық платформа процестерімен үйлесімді және кремний материалдарына ұқсас өте төмен әсер етуші ионизация шуының өнімділігі бар жаңа жартылай өткізгіш материалдарды белсенді түрде іздейді.
Инновациялық 1550 нм көшкін фотодиодты детектор LiDAR жүйелерін дамытуға көмектеседі.
Біріккен Корольдік пен Америка Құрама Штаттарындағы зерттеушілер тобы алғаш рет 1550 нм APD ультра жоғары сезімталдықты жаңа фотодетекторды сәтті жасап шығарды.қар көшкіні фотодетекторы), LiDAR жүйелерінің және басқа оптоэлектрондық қосымшалардың өнімділігін айтарлықтай жақсартуға уәде беретін серпіліс.
Жаңа материалдар негізгі артықшылықтарды ұсынады
Бұл зерттеудің басты ерекшелігі - материалдарды инновациялық пайдалану. Зерттеушілер сіңіру қабаты ретінде GaAsSb және көбейткіш қабат ретінде AlGaAsSb таңдады. Бұл дизайн дәстүрлі InGaAs/InP-ден ерекшеленеді және айтарлықтай артықшылықтар әкеледі:
1.GaAsSb жұту қабаты: GaAsSb InGaAs жұтылу коэффициентіне ұқсас және GaAsSb жұту қабатынан AlGaAsSb (көбейткіш қабат) өту оңайырақ, трап әсерін азайтады және құрылғының жылдамдығы мен сіңіру тиімділігін арттырады.
2.AlGaAsSb көбейткіш қабаты: AlGaAsSb көбейткіш қабаты өнімділік бойынша дәстүрлі InP және InAlAs көбейткіш қабаттарынан жоғары. Ол негізінен бөлме температурасында жоғары күшейтуде, жоғары өткізу қабілеттілігінде және өте төмен артық шуылда көрінеді.
Керемет өнімділік көрсеткіштерімен
ЖаңаAPD фотодетекторы(көшкін фотодиод детекторы) сонымен қатар өнімділік көрсеткіштерін айтарлықтай жақсартуларды ұсынады:
1. Ультра жоғары күшейту: 278 ультра жоғары өсім бөлме температурасында қол жеткізілді және жақында доктор Цзинь Сяо құрылымды оңтайландыру мен процесті жақсартты және максималды пайда M=1212 дейін көтерілді.
2. Өте төмен шу: өте төмен артық шуды көрсетеді (F < 3, күшейту M = 70; F<4, күшейту M=100).
3. Жоғары кванттық тиімділік: максималды күшейту кезінде кванттық тиімділік 5935,3% құрайды. Күшті температура тұрақтылығы: төмен температурада бұзылуға сезімталдық шамамен 11,83 мВ/К құрайды.
1-сурет APD шамадан тыс шуыфотодетектор құрылғыларыбасқа APD фотодетекторымен салыстырғанда
Кең қолданбалы перспективалар
Бұл жаңа APD liDAR жүйелері мен фотонды қолданбаларға маңызды әсер етеді:
1. Жақсартылған сигнал-шу қатынасы: жоғары пайда және төмен шу сипаттамалары сигнал-шу қатынасын айтарлықтай жақсартады, бұл парниктік газдардың мониторингі сияқты фотондар аз орталардағы қолданбалар үшін өте маңызды.
2. Күшті үйлесімділік: Жаңа APD фотодетекторы (көшкін фотодетекторы) қолданыстағы коммерциялық байланыс жүйелерімен үздіксіз интеграцияны қамтамасыз ете отырып, қазіргі индий фосфиді (InP) оптоэлектроника платформаларымен үйлесімді болу үшін жасалған.
3. Жоғары операциялық тиімділік: Ол күрделі салқындату механизмдерінсіз бөлме температурасында тиімді жұмыс істей алады, әртүрлі практикалық қолданбаларда орналастыруды жеңілдетеді.
Осы жаңа 1550 нм SACM APD фотодетекторының (көшкін фотодетекторы) дамуы осы саладағы үлкен жетістік болып табылады. Дәстүрлі APD фотодетекторының (көшкін фотодетекторы) дизайнындағы шамадан тыс шумен байланысты негізгі шектеулерді қарастырады және өткізу қабілеттілігін арттырады. Бұл жаңалық liDAR жүйелерінің мүмкіндіктерін, әсіресе ұшқышсыз liDAR жүйелерінде, сондай-ақ бос кеңістіктегі байланыстарды арттырады деп күтілуде.
Жіберу уақыты: 13 қаңтар 2025 ж