Vigunduzi vya picha za kasi ya juu vinaletwa na vigunduzi vya picha vya InGaAs

Vipimo vya picha vya kasi ya juu vinaletwa naVigunduzi vya picha vya InGaAs

Vigunduzi vya picha za kasi ya juukatika uwanja wa mawasiliano ya macho hasa ni pamoja na vitambuzi vya picha vya III-V InGaAs na IV full Si na Ge/Ni vifaa vya kugundua picha. Cha kwanza ni kigunduzi cha kitamaduni kilicho karibu na infrared, ambacho kimekuwa kikitawala kwa muda mrefu, huku cha pili kinategemea teknolojia ya macho ya silicon ili kuwa nyota inayochipua, na ni sehemu motomoto katika uwanja wa utafiti wa kimataifa wa optoelectronics katika miaka ya hivi karibuni. Kwa kuongeza, wachunguzi wapya kulingana na perovskite, kikaboni na vifaa vya mbili-dimensional vinaendelea kwa kasi kutokana na faida za usindikaji rahisi, kubadilika nzuri na mali zinazoweza kutumika. Kuna tofauti kubwa kati ya vigunduzi hivi vipya na vitambuzi vya jadi vya isokaboni katika sifa za nyenzo na michakato ya utengenezaji. Vigunduzi vya Perovskite vina sifa bora za kunyonya mwanga na uwezo mzuri wa usafirishaji wa malipo, vigunduzi vya vifaa vya kikaboni hutumiwa sana kwa elektroni zao za bei ya chini na rahisi, na vigunduzi vya vifaa vya pande mbili vimevutia umakini mkubwa kwa sababu ya mali zao za kipekee za mwili na uhamaji mkubwa wa wabebaji. Hata hivyo, ikilinganishwa na vigunduzi vya InGaAs na Si/Ge, vigunduzi vipya bado vinahitaji kuboreshwa katika suala la uthabiti wa muda mrefu, ukomavu wa utengenezaji na ujumuishaji.

InGaAs ni moja wapo ya nyenzo bora za kutambua vigundua picha za kasi ya juu na mwitikio wa hali ya juu. Kwanza kabisa, InGaAs ni nyenzo ya semiconductor ya bandgap ya moja kwa moja, na upana wake wa bandgap unaweza kudhibitiwa na uwiano kati ya In na Ga ili kufikia ugunduzi wa ishara za macho za urefu tofauti wa mawimbi. Miongoni mwao, In0.53Ga0.47A inalingana kikamilifu na kimiani ya substrate ya InP, na ina mgawo mkubwa wa kunyonya mwanga katika bendi ya mawasiliano ya macho, ambayo ndiyo inayotumiwa zaidi katika utayarishaji wavigunduzi vya picha, na utendakazi wa giza wa sasa na mwitikio pia ni bora zaidi. Pili, InGaAs na vifaa vya InP vyote vina kasi ya juu ya kusogea kwa elektroni, na kasi yao ya kusogea ya elektroni iliyojaa ni takriban 1×107 cm/s. Wakati huo huo, vifaa vya InGaAs na InP vina athari ya kupindua kasi ya elektroni chini ya uwanja maalum wa umeme. Kasi ya kuzidisha inaweza kugawanywa katika 4x107cm/s na 6×107cm/s, ambayo inafaa kwa kutambua kipimo kikomo cha muda cha mtoa huduma. Kwa sasa, kigunduzi cha picha cha InGaAs ndicho kitambua picha kikuu zaidi kwa mawasiliano ya macho, na mbinu ya kuunganisha matukio ya usoni inatumika zaidi sokoni, na bidhaa za 25 Gbaud/s na 56 Gbaud/s za kutambua matukio ya uso zimepatikana. Ukubwa mdogo, matukio ya nyuma na vigunduzi vikubwa vya matukio ya uso wa kipimo data pia vimetengenezwa, ambavyo vinafaa zaidi kwa matumizi ya kasi ya juu na ya kueneza kwa juu. Hata hivyo, uchunguzi wa tukio la uso umepunguzwa na hali yake ya kuunganisha na ni vigumu kuunganisha na vifaa vingine vya optoelectronic. Kwa hivyo, pamoja na uboreshaji wa mahitaji ya ujumuishaji wa optoelectronic, vigunduzi vya picha vya mawimbi vilivyounganishwa na InGaAs vilivyo na utendaji bora na vinafaa kwa ujumuishaji vimekuwa lengo la utafiti, kati ya ambayo moduli za picha za 70 GHz na 110 GHz InGaAs karibu zote zinatumia miundo iliyounganishwa ya wimbi. Kulingana na nyenzo tofauti za substrate, probe ya upigaji picha ya InGaAs inaweza kugawanywa katika vikundi viwili: InP na Si. Nyenzo ya epitaxial kwenye substrate ya InP ina ubora wa juu na inafaa zaidi kwa utayarishaji wa vifaa vya utendaji wa juu. Hata hivyo, tofauti mbalimbali kati ya nyenzo za III-V, nyenzo za InGaAs na substrates za Si zinazokuzwa au kuunganishwa kwenye substrates za Si husababisha nyenzo duni au ubora wa kiolesura, na utendakazi wa kifaa bado una nafasi kubwa ya kuboresha.