Vienas fotonasInGaAs fotodetektorius
Sparčiai tobulėjant LiDAR,šviesos aptikimastechnologija ir diapazono technologija, naudojama automatinei transporto priemonių sekimo vaizdavimo technologijai, taip pat kelia aukštesnius reikalavimus, o detektoriaus, naudojamo tradicinėje prasto apšvietimo aptikimo technologijoje, jautrumas ir laiko skiriamoji geba negali patenkinti tikrųjų poreikių. Vienas fotonas yra mažiausias šviesos energijos vienetas, o detektorius, turintis galimybę aptikti vieną fotoną, yra paskutinė silpno apšvietimo aptikimo priemonė. Palyginti su InGaAsAPD fotodetektorius, vieno fotono detektoriai, pagrįsti InGaAs APD fotodetektoriumi, turi didesnį atsako greitį, jautrumą ir efektyvumą. Todėl namuose ir užsienyje buvo atlikta daugybė IN-GAAS APD fotodetektorių vieno fotono detektorių tyrimų.
Tyrėjai iš Milano universiteto Italijoje pirmiausia sukūrė dvimatį modelį, skirtą modeliuoti trumpalaikį vieno fotono elgesį.lavinos fotodetektorius1997 m. ir pateikė vieno fotono lavinos fotodetektoriaus trumpalaikių charakteristikų skaitmeninius modeliavimo rezultatus. Tada 2006 m. mokslininkai panaudojo MOCVD, kad paruoštų plokštuminę geometrijąInGaAs APD fotodetektoriusvieno fotono detektorius, kuris padidino vieno fotono aptikimo efektyvumą iki 10%, sumažindamas atspindintį sluoksnį ir padidindamas elektrinį lauką heterogeninėje sąsajoje. 2014 m., toliau gerinant cinko difuzijos sąlygas ir optimizuojant vertikalią struktūrą, vieno fotono detektorius pasižymi didesniu aptikimo efektyvumu, iki 30%, ir pasiekia apie 87 ps laiko virpesį. 2016 m. SANZARO M ir kt. integravo InGaAs APD fotodetektorių vieno fotono detektorių su monolitiniu integruotu rezistoriumi, suprojektavo kompaktišką vieno fotono skaičiavimo modulį, pagrįstą detektoriumi, ir pasiūlė hibridinį gesinimo metodą, kuris žymiai sumažino lavinos krūvį, taip sumažindamas poimpulsinį ir optinį skersinį pokalbį, ir laiko virpėjimas sumažinamas iki 70 ps. Tuo pačiu metu kitos tyrimų grupės taip pat atliko InGaAs APD tyrimusfotodetektoriumivieno fotono detektorius. Pavyzdžiui, Princeton Lightwave sukūrė InGaAs / InPAPD vieno fotono detektorių su plokščia struktūra ir pradėjo jį naudoti komerciniais tikslais. Šanchajaus techninės fizikos institutas išbandė APD fotodetektoriaus vieno fotono veikimą, pašalindamas cinko nuosėdas ir talpinį subalansuoto užtvaro impulsų režimą, kai tamsus skaičius buvo 3,6 × 10⁻⁴/ns impulso dažniu 1,5 MHz. Joseph P ir kt. sukūrė mezos struktūros InGaAs APD fotodetektorių vieno fotono detektorių su platesniu pralaidumu ir naudojo InGaAsP kaip sugeriančio sluoksnio medžiagą, kad gautų mažesnį tamsumo skaičių, nepakenkiant aptikimo efektyvumui.
InGaAs APD fotodetektoriaus vieno fotono detektoriaus darbo režimas yra laisvo veikimo režimas, tai yra, APD fotodetektorius turi užgesinti periferinę grandinę po lavina ir atsigauti po gesinimo tam tikrą laiką. Siekiant sumažinti gesinimo delsos trukmę, jis apytiksliai skirstomas į du tipus: Vienas yra pasyviosios arba aktyviosios gesinimo grandinės naudojimas gesinimui pasiekti, pvz., aktyvioji gesinimo grandinė, naudojama R Thew ir tt (a) pav. , (b) yra supaprastinta elektroninio valdymo ir aktyvaus gesinimo grandinės ir jos sujungimo su APD fotodetektoriumi schema, kuri buvo sukurta dirbti valdomu arba laisvo veikimo režimu, žymiai sumažindama anksčiau nerealizuotą post-impulso problemą. Be to, aptikimo efektyvumas esant 1550 nm yra 10%, o populso tikimybė sumažėja iki mažiau nei 1%. Antrasis yra greitas gesinimas ir atkūrimas valdant šališkumo įtampos lygį. Kadangi tai nepriklauso nuo lavinos impulso grįžtamojo ryšio valdymo, gesinimo uždelsimo laikas žymiai sumažėja ir pagerėja detektoriaus aptikimo efektyvumas. Pavyzdžiui, LC Comandar ir kt. naudoja uždarą režimą. Buvo paruoštas vieno fotono detektorius, pagrįstas InGaAs / InPAPD. Vieno fotono aptikimo efektyvumas buvo didesnis nei 55%, esant 1550 nm, ir buvo pasiekta 7% tikimybė po impulso. Tuo remdamasis Kinijos mokslo ir technologijų universitetas sukūrė liDAR sistemą, naudojančią daugiamodį pluoštą, kartu sujungtą su laisvojo režimo InGaAs APD fotodetektoriumi vieno fotono detektoriumi. Eksperimentinė įranga parodyta (c) ir (d) paveiksluose, o daugiasluoksnių debesų, kurių aukštis yra 12 km, aptikimas realizuojamas 1 s laiko skyra ir 15 m erdvine raiška.
Paskelbimo laikas: 2024-07-07