TambulishaKigunduzi picha cha InGaAs
InGaAs ni mojawapo ya nyenzo bora za kufikia mwitikio wa hali ya juu nakigunduzi cha picha cha kasi ya juuKwanza, 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, na kuwezesha kugundua ishara za macho za mawimbi tofauti. Miongoni mwao, In0.53Ga0.47As inalingana kikamilifu na kimiani ya substrate ya InP na ina mgawo wa juu sana wa kunyonya mwanga katika bendi ya mawasiliano ya macho. Ndiyo inayotumika sana katika utayarishaji wakigunduzi cha pichana pia ina utendaji bora zaidi wa mkondo mweusi na mwitikio. Pili, nyenzo zote mbili za InGaAs na InP zina kasi kubwa ya kuteleza kwa elektroni, huku kasi zao za kuteleza kwa elektroni zilizojaa zote zikiwa takriban 1×107cm/s. Wakati huo huo, chini ya nyanja maalum za umeme, nyenzo za InGaAs na InP zinaonyesha athari za kuteleza kwa kasi ya elektroni, huku kasi zao za kuteleza kwa kasi zikifikia 4×107cm/s na 6×107cm/s mtawalia. Inafaa kufikia kipimo data cha juu cha kuvuka. Kwa sasa, vigunduzi vya picha vya InGaAs ndio kigunduzi cha picha kikuu zaidi kwa mawasiliano ya macho. Sokoni, mbinu ya kuunganisha matukio ya uso na uso ndiyo inayotumika zaidi. Bidhaa za kigunduzi cha matukio ya uso zenye Gaud/s 25 na Gaud/s 56 tayari zinaweza kuzalishwa kwa wingi. Vigunduzi vya matukio ya uso vyenye ukubwa mdogo, matukio ya nyuma, na upana wa kipimo data cha juu pia vimetengenezwa, hasa kwa matumizi kama vile kasi ya juu na kueneza kwa juu. Hata hivyo, kutokana na mapungufu ya mbinu zao za kuunganisha, vigunduzi vya matukio ya uso ni vigumu kuunganishwa na vifaa vingine vya optoelectronic. Kwa hivyo, kwa kuongezeka kwa mahitaji ya ujumuishaji wa optoelectronic, vigunduzi vya picha vya InGaAs vilivyounganishwa na mwongozo wa mawimbi vyenye utendaji bora na vinavyofaa kwa ujumuishaji vimekuwa kitovu cha utafiti polepole. Miongoni mwao, moduli za kibiashara za kigunduzi cha picha cha InGaAs za 70GHz na 110GHz karibu zote hutumia miundo ya kiunganishi cha mwongozo wa mawimbi. Kulingana na tofauti katika vifaa vya substrate, vigunduzi vya picha vya InGaAs vilivyounganishwa na mwongozo wa mawimbi vinaweza kugawanywa katika aina mbili: INP-based na Si-based. Epitaxial ya nyenzo kwenye substrate za InP ina ubora wa juu na inafaa zaidi kwa utengenezaji wa vifaa vya utendaji wa juu. Hata hivyo, kwa vifaa vya kikundi cha III-V vilivyokuzwa au kuunganishwa kwenye substrate za Si, kutokana na kutolingana mbalimbali kati ya vifaa vya InGaAs na substrate za Si, ubora wa nyenzo au kiolesura ni duni kiasi, na bado kuna nafasi kubwa ya uboreshaji katika utendaji wa vifaa.
Uthabiti wa kigunduzi cha picha katika mazingira mbalimbali ya matumizi, hasa chini ya hali mbaya, pia ni moja ya mambo muhimu katika matumizi ya vitendo. Katika miaka ya hivi karibuni, aina mpya za vigunduzi kama vile perovskite, vifaa vya kikaboni na vya pande mbili, ambavyo vimevutia umakini mkubwa, bado vinakabiliwa na changamoto nyingi katika suala la uthabiti wa muda mrefu kutokana na ukweli kwamba vifaa vyenyewe huathiriwa kwa urahisi na mambo ya mazingira. Wakati huo huo, mchakato wa ujumuishaji wa vifaa vipya bado haujakomaa, na uchunguzi zaidi bado unahitajika kwa uzalishaji mkubwa na uthabiti wa utendaji.
Ingawa kuanzishwa kwa vichocheo kunaweza kuongeza kipimo data cha vifaa kwa ufanisi kwa sasa, si maarufu katika mifumo ya mawasiliano ya macho ya kidijitali. Kwa hivyo, jinsi ya kuepuka athari mbaya ili kupunguza zaidi vigezo vya RC vya vimelea vya kifaa ni mojawapo ya maelekezo ya utafiti wa kigundua picha cha kasi ya juu. Pili, kadri kipimo data cha vigundua picha vilivyounganishwa na mwongozo wa mawimbi kinavyoendelea kuongezeka, kizuizi kati ya kipimo data na mwitikio kinaanza kujitokeza tena. Ingawa vigundua picha vya Ge/Si na kigundua picha cha InGaAs chenye kipimo data cha 3dB kinachozidi 200GHz vimeripotiwa, mwitikio wao hauridhishi. Jinsi ya kuongeza kipimo data huku ukidumisha mwitikio mzuri ni mada muhimu ya utafiti, ambayo inaweza kuhitaji kuanzishwa kwa nyenzo mpya zinazoendana na mchakato (uhamaji mkubwa na mgawo wa juu wa unyonyaji) au miundo mipya ya kifaa cha kasi ya juu ili kutatua. Kwa kuongezea, kadri kipimo data cha kifaa kinavyoongezeka, matukio ya matumizi ya vigundua katika viungo vya fotoniki vya microwave yataongezeka polepole. Tofauti na matukio madogo ya nguvu ya macho na ugunduzi wa unyeti mkubwa katika mawasiliano ya macho, hali hii, kwa msingi wa kipimo data kikubwa, ina mahitaji ya juu ya nguvu ya kueneza kwa matukio ya nguvu ya juu. Hata hivyo, vifaa vya upana wa kipimo data kwa kawaida hutumia miundo midogo, kwa hivyo si rahisi kutengeneza vigunduzi vya picha vya kasi ya juu na nguvu ya kueneza, na uvumbuzi zaidi unaweza kuhitajika katika uchimbaji wa vifaa vya kubeba na uondoaji wa joto wa vifaa. Hatimaye, kupunguza mkondo mweusi wa vigunduzi vya kasi ya juu bado ni tatizo ambalo vigunduzi vya picha vyenye kutolingana kwa kimiani vinahitaji kutatua. Mkondo mweusi unahusiana sana na ubora wa fuwele na hali ya uso wa nyenzo. Kwa hivyo, michakato muhimu kama vile heteroepitaxy ya ubora wa juu au kuunganisha chini ya mifumo ya kutolingana kwa kimiani inahitaji utafiti na uwekezaji zaidi.
Muda wa chapisho: Agosti-20-2025