Бір фотонInGaAs фотодетекторы
LiDAR жылдам дамуымен,жарықты анықтауАвтомобильді бақылауды автоматты түрде бейнелеу технологиясы үшін қолданылатын технология мен ауқымды технология да жоғары талаптарға ие, дәстүрлі төмен жарықты анықтау технологиясында қолданылатын детектордың сезімталдығы мен уақыт рұқсаты нақты қажеттіліктерді қанағаттандыра алмайды. Бір фотон жарықтың ең кіші энергетикалық бірлігі болып табылады, ал бір фотонды анықтау мүмкіндігі бар детектор төмен жарықты анықтаудың соңғы құралы болып табылады. InGaAs-пен салыстырғандаAPD фотодетекторы, InGaAs APD фотодетекторы негізіндегі бір фотонды детекторлардың жауап беру жылдамдығы, сезімталдығы және тиімділігі жоғары. Сондықтан, үйде және шетелде IN-GAAS APD фотодетекторлы жалғыз фотонды детекторлар бойынша бірқатар зерттеулер жүргізілді.
Италиядағы Милан университетінің зерттеушілері алғаш рет бір фотонның өтпелі әрекетін имитациялау үшін екі өлшемді модель жасады.қар көшкіні фотодетекторы1997 жылы және жалғыз фотонды көшкін фотодетекторының өтпелі сипаттамаларының сандық модельдеу нәтижелерін берді. Содан кейін 2006 жылы зерттеушілер MOCVD көмегімен жазық геометрияны дайындадыInGaAs APD фотодетекторышағылысатын қабатты азайту және гетерогенді интерфейстегі электр өрісін күшейту арқылы бір фотонды анықтау тиімділігін 10%-ға дейін арттыратын жалғыз фотонды детектор. 2014 жылы мырыштың диффузия жағдайларын одан әрі жақсарту және тік құрылымды оңтайландыру арқылы бір фотонды детектор 30% дейін жоғары анықтау тиімділігіне ие және шамамен 87 ps уақыттық дірілге қол жеткізеді. 2016 жылы SANZARO M et al. InGaAs APD фотодетекторын монолитті интегралды резистормен біріктірді, детектор негізінде ықшам бір фотонды санау модулін жобалады және көшкіннің зарядын айтарлықтай төмендететін гибридті сөндіру әдісін ұсынды, осылайша импульстен кейінгі және оптикалық айқасуды азайтады, және уақыт дірілін 70 ps дейін азайту. Сонымен қатар, басқа зерттеу топтары да InGaAs APD бойынша зерттеулер жүргіздіфотодетекторжалғыз фотонды детектор. Мысалы, Princeton Lightwave жазық құрылымы бар InGaAs/InPAPD жалғыз фотонды детекторды жобалап, оны коммерциялық пайдалануға берді. Шанхай техникалық физика институты 1,5 МГц импульстік жиілікте 3,6 × 10 ⁻⁴/нс қараңғы санауымен цинк шөгінділерін жою және сыйымдылық теңдестірілген қақпа импульстік режимін пайдалана отырып, APD фотодетекторының бір фотонды өнімділігін сынады. Джозеф П және т.б. меза құрылымын InGaAs APD фотодетекторы кеңірек диапазоны бар жалғыз фотонды детекторды әзірледі және анықтау тиімділігіне әсер етпестен төменгі қараңғылықты алу үшін жұту қабатының материалы ретінде InGaAsP пайдаланды.
InGaAs APD фотодетекторының жалғыз фотонды детекторының жұмыс режимі еркін жұмыс режимі болып табылады, яғни APD фотодетекторы көшкін болғаннан кейін перифериялық контурды сөндіруі керек және белгілі бір уақыт ішінде сөндіруден кейін қалпына келуі керек. Сөндіру кешігу уақытының әсерін азайту үшін, ол шамамен екі түрге бөлінеді: Біреуі - сөндіруге қол жеткізу үшін пассивті немесе белсенді сөндіру тізбегін пайдалану, мысалы, R Thew пайдаланатын белсенді сөндіру тізбегі және т.б. (а) сурет. , (b) - электронды басқару және белсенді сөндіру тізбегінің және оның APD фотодетекторымен қосылуының жеңілдетілген диаграммасы, ол жабық немесе еркін жұмыс режимінде жұмыс істеу үшін әзірленген, бұрын орындалмаған импульстен кейінгі мәселені айтарлықтай азайтады. Сонымен қатар, 1550 нм кезінде анықтау тиімділігі 10% құрайды, ал импульстен кейінгі ықтималдық 1% -дан азаяды. Екіншісі - ығысу кернеуінің деңгейін бақылау арқылы тез сөндіруді және қалпына келтіруді жүзеге асыру. Бұл көшкін импульсінің кері байланысын бақылауға тәуелді болмағандықтан, сөндірудің кешігу уақыты айтарлықтай қысқарады және детектордың анықтау тиімділігі жақсарады. Мысалы, LC Comandar және басқалары қақпалы режимді пайдаланады. InGaAs/InPAPD негізіндегі жабық бір фотонды детектор дайындалды. Бір фотонды анықтау тиімділігі 1550 нм кезінде 55%-дан астам болды және импульстен кейінгі ықтималдық 7%-ға жетті. Осы негізде Қытайдың Ғылым және технология университеті бос режимдегі InGaAs APD фотодетекторының бір фотонды детекторымен бір уақытта көп режимді талшықты қолданатын liDAR жүйесін құрды. Эксперименттік жабдық (в) және (г) суретте көрсетілген және биіктігі 12 км көп қабатты бұлттарды анықтау 1 с уақыт рұқсатымен және 15 м кеңістіктік рұқсатпен жүзеге асырылады.
Жіберу уақыты: 07 мамыр 2024 ж