Bandwidth na mwitikio wa kigunduzi cha picha

Bandwidth na mwitikio wakigunduzi cha picha
Wakati wa kuchaguaKigunduzi picha cha InGaAs, kila mtu anataka vipimo sawa: kipimo data zaidi ya 10 GHz na mwitikio zaidi ya 0.9 A/W. Baada ya kupitia mwongozo wa data, niligundua kuwa nambari hizi mbili hazionekani kamwe kwenye kifaa kimoja. Mwitikio wa kipimo data cha juu ni 0.5 A/W pekee au hata chini zaidi, na kipimo data cha mwitikio wa juu ni mia chache tu ya MHz. Hili si tatizo la kiufundi na mtengenezaji - kipimo data na mwitikio ni kinyume cha asili katika fizikia, na huwezi kuwa nazo pande zote mbili.
Bandwidth na mwitikio ni utata wa kimwili wa asili, unaotokana na kigezo muhimu cha unene wa safu ya unyonyaji. Kuongeza unene wa safu ya unyonyaji kunaweza kuboresha ufanisi wa quantum (na hivyo kuongeza mwitikio), lakini itaongeza muda wa usafiri wa wabebaji wa chaji (na hivyo kupunguza kipimo data); kinyume chake. Kwa hivyo, katika muundo wa kigunduzi cha PIN cha kawaida, viwili hivi haviwezi kupatikana kwa wakati mmoja na maelewano lazima yafanywe.
Mpango wa mafanikio katika sekta:
Makala hii inaleta suluhisho tatu za kiteknolojia za hali ya juu zinazolenga kuvunja utata huu:
Kigunduzi cha aina ya mwongozo wa mawimbi (WGPD): Hutenganisha mwelekeo wa uenezaji wa mwanga kutoka kwa mwelekeo wa kuteleza wa wabebaji wa chaji, na inaweza kufikia kipimo data cha juu (>40 GHz) na mwitikio wa juu (>0.9 A/W) kwa wakati mmoja, lakini mchakato ni mgumu na gharama ni kubwa.
Kigunduzi cha picha cha Usafirishaji wa Mbebaji cha Uelekeo Mmoja (UTC-PD): Kwa kutumia elektroni za kasi ya juu pekee kwa ajili ya kuteleza, kuondoa kikomo cha muda wa usafiri wa mashimo ya kasi ya chini, kinaweza kufikia kipimo data cha juu sana (> 100 GHz) na hutumika sana katika nyanja za mawasiliano ya kasi ya juu na terahertz.
Kigunduzi cha picha kilichoimarishwa cha uwazi wa resonant (RCE): Kwa kutumia uwazi wa resonant wa macho ili kuongeza unyonyaji wa mwanga ndani ya safu nyembamba ya unyonyaji, inaweza kuboresha ufanisi wa quantum huku ikidumisha kipimo data cha juu, lakini kipimo data cha uendeshaji (kiwango cha spekta) ni kidogo sana.
Mapendekezo ya uteuzi wa mradi:
Fafanua kipaumbele cha mahitaji: Kwanza, bainisha hitaji la kipimo data cha chini kabisa kwa kigunduzi cha picha kulingana na kipimo data cha mawimbi ya mfumo (kwa pembezoni ya mara 3), kisha uchague modeli yenye mwitikio wa juu zaidi chini ya hali hii.
Zingatia viashiria vya kiwango cha mfumo: Wakati wa kutathmini kigunduzi cha picha, umakini unapaswa kulipwa kwa nguvu sawa na kelele (NEP) na unyeti wa mfumo, sio tu mwitikio, kwani mwitikio wa juu unaweza kuambatana na kelele kubwa.
FikiriaKigunduzi cha picha cha APDkatika hali zenye nguvu ndogo: Wakati nguvu ya mwanga wa tukio ni ndogo sana (kama vile <-30 dBm), ongezeko la ndani la photodiode ya maporomoko ya theluji (kigunduzi cha picha cha APD) linaweza kutumika kufidia ukosefu wa mwitikio, lakini umakini unapaswa kulipwa kwa kelele yake ya ziada.
Kuchagua WGPD yenye mahitaji ya juu na bajeti kubwa: Wakati mfumo unahitaji kipimo data cha juu (> 20 GHz) na mwitikio wa juu (> 0.8 A/W), vigunduzi vya kawaida vya PIN haviwezi kukidhi mahitaji, na vigunduzi vya aina ya mwongozo wa mawimbi (WGPD) vinapaswa kuzingatiwa moja kwa moja.
Hitimisho:
Makubaliano ya uwajibikaji wa kipimo data cha kiwangoKigunduzi cha picha cha PINni kizuizi cha kimwili cha asili. Ili kukipitia kweli, uvumbuzi unahitajika katika muundo wa kifaa ili kutenganisha njia ya kunyonya mwanga kutoka kwa njia ya usafirishaji wa wabebaji. Suluhisho za hali ya juu zina utendaji bora lakini gharama kubwa, kwa hivyo katika mazoezi ya uhandisi, bado ni muhimu kufanya maelewano kati ya hali maalum za matumizi, mahitaji ya utendaji, na bajeti.