Maendeleo ya hivi karibuni katikaunyeti mkubwa wa picha za banguko
Joto la chumba unyeti wa juu 1550 nmkigunduzi cha picha ya avalanche
Katika bendi ya karibu ya infrared (SWIR), diodi za maporomoko ya theluji yenye unyeti wa juu wa kasi ya juu hutumiwa sana katika mawasiliano ya optoelectronic na programu za liDAR. Hata hivyo, photodiode ya sasa ya banguko la karibu-infrared (APD) inayotawaliwa na diode ya uharibifu wa banguko ya Indium gallium arseniki (InGaAs APD) daima imekuwa ikidhibitiwa na kelele ya ioni ya mgongano wa nasibu ya vifaa vya kawaida vya eneo la vizidishi, fosfidi ya indium (InP) na arseniki ya indium ya aluminiamu (InAlAs insensitivity ya kifaa). Kwa miaka mingi, watafiti wengi wanatafuta kwa bidii nyenzo mpya za semiconductor ambazo zinaendana na InGaAs na michakato ya majukwaa ya optoelectronic ya InP na zina utendakazi wa kelele wa kiwango cha chini cha ioni sawa na nyenzo nyingi za silicon.
Kigunduzi cha ubunifu cha 1550 nm cha avalanche photodiode husaidia ukuzaji wa mifumo ya LiDAR.
Timu ya watafiti nchini Uingereza na Marekani kwa mara ya kwanza wamefanikiwa kutengeneza kifaa kipya cha usikivu cha 1550 nm APD (kigundua picha cha theluji), mafanikio ambayo yanaahidi kuboresha sana utendaji wa mifumo ya LiDAR na matumizi mengine ya optoelectronic.
Nyenzo mpya hutoa faida muhimu
Jambo kuu la utafiti huu ni matumizi ya ubunifu wa nyenzo. Watafiti walichagua GaAsSb kama safu ya kunyonya na AlGaAsSb kama safu ya kuzidisha. Muundo huu unatofautiana na InGaAs/InP za kitamaduni na huleta faida kubwa:
1.Safu ya kunyonya ya GaAsSb: GaAsSb ina mgawo sawa wa kunyonya kwa InGaAs, na ubadilishaji kutoka safu ya kunyonya ya GaAsSb hadi AlGaAsSb (safu ya kuzidisha) ni rahisi zaidi, kupunguza athari ya mtego na kuboresha kasi na ufanisi wa kunyonya wa kifaa.
Safu ya kizidishi cha 2.AlGaAsSb: Safu ya kizidishi cha AlGaAsSb ni bora kuliko safu ya kawaida ya InP na InAlAs katika utendaji. Inaonyeshwa haswa katika faida kubwa kwenye joto la kawaida, kipimo data cha juu na kelele ya chini sana ya ziada.
Na viashiria bora vya utendaji
MpyaKitambuzi cha picha cha APD(kigunduzi cha avalanche photodiode) pia hutoa maboresho makubwa katika vipimo vya utendakazi:
1. Faida ya juu zaidi: Faida ya juu zaidi ya 278 ilipatikana kwa joto la kawaida, na hivi majuzi Dk. Jin Xiao aliboresha uboreshaji wa muundo na mchakato, na faida ya juu iliongezwa hadi M=1212.
2. Kelele ya chini sana: inaonyesha kelele ya chini sana ya ziada (F <3, kupata M = 70; F<4, kupata M=100).
3. Ufanisi wa juu wa quantum: chini ya faida ya juu, ufanisi wa quantum ni wa juu kama 5935.3%. Utulivu mkubwa wa joto: unyeti wa kuvunjika kwa joto la chini ni karibu 11.83 mV/K.
Mtini 1 Kelele nyingi za APDvifaa vya photodetectorikilinganishwa na kigundua picha kingine cha APD
Matarajio mapana ya maombi
APD hii mpya ina athari muhimu kwa mifumo ya liDAR na programu za fotoni:
1. Uwiano ulioboreshwa wa mawimbi hadi kelele: Sifa za faida kubwa na kelele ya chini huboresha kwa kiasi kikubwa uwiano wa mawimbi kati ya kelele, ambao ni muhimu kwa matumizi katika mazingira duni ya fotoni, kama vile ufuatiliaji wa gesi chafu.
2. Upatanifu thabiti: Kigunduzi kipya cha picha cha APD (kigunduzi cha picha ya maporomoko ya theluji) kimeundwa ili kuendana na majukwaa ya sasa ya indium phosfidi (InP) optoelectronics, kuhakikisha uunganisho usio na mshono na mifumo iliyopo ya mawasiliano ya kibiashara.
3. Ufanisi wa juu wa uendeshaji: Inaweza kufanya kazi kwa ufanisi kwenye joto la kawaida bila mifumo tata ya baridi, kurahisisha uwekaji katika matumizi mbalimbali ya vitendo.
Ukuzaji wa kifaa hiki kipya cha 1550 nm SACM APD photodetector (avalanche photodetector) inawakilisha mafanikio makubwa katika uwanja, Hushughulikia mapungufu muhimu yanayohusiana na kelele nyingi na kupata bidhaa za kipimo data katika miundo ya kitamaduni ya kigundua picha cha APD (avalanche photodetector). Ubunifu huu unatarajiwa kuongeza uwezo wa mifumo ya liDAR, haswa katika mifumo ya liDAR isiyo na rubani, pamoja na mawasiliano ya anga ya bure.
Muda wa kutuma: Jan-13-2025