Maendeleo ya hivi karibuni katika picha za juu za unyeti wa juu

Maendeleo ya hivi karibuni katikaPhotodetectors ya juu ya unyeti

Joto la chumba cha joto cha juu 1550 nmDetector ya Avalanche Photodiode

Katika bendi ya karibu ya infrared (SWIR), diode za hali ya juu ya kasi ya juu hutumiwa sana katika mawasiliano ya optoelectronic na matumizi ya LiDAR. Walakini, picha ya sasa ya karibu-infranche Avalanche Photodiode (APD) inayotawaliwa na Indium gallium arsenic avalanche kuvunjika diode (IngaAS APD) daima imekuwa mdogo na kelele ya ionization ya ionization ya vifaa vya jadi vya kuzidisha, phosphide ya Indium (INP) na aluminium arsenic ( Inalas), na kusababisha kupunguzwa kwa unyeti wa kifaa. Kwa miaka mingi, watafiti wengi wanatafuta kikamilifu vifaa vipya vya semiconductor ambavyo vinaendana na michakato ya jukwaa la INGAA na INP na zina athari ya chini ya athari ya ionization sawa na vifaa vya silicon.

Detector ya ubunifu ya 1550 nm Avalanche Photodiode husaidia maendeleo ya mifumo ya LiDAR

Timu ya watafiti nchini Uingereza na Merika kwa mara ya kwanza imefanikiwa kuendeleza unyeti mpya wa hali ya juu 1550 nm APD Photodetector (Photodetector ya Avalanche), mafanikio ambayo yanaahidi kuboresha sana utendaji wa mifumo ya LiDAR na matumizi mengine ya optoelectronic.

Vifaa vipya vinatoa faida muhimu

Iliyoangaziwa katika utafiti huu ni matumizi ya ubunifu wa vifaa. Watafiti walichagua GAASSB kama safu ya kunyonya na algaaSSB kama safu ya kuzidisha. Ubunifu huu unatofautiana na INGAAS/INP ya jadi na huleta faida kubwa:

Tabaka la kunyonya la 1.GaaSSB: GAASSB ina mgawo sawa wa kunyonya kwa INGAAs, na mpito kutoka kwa safu ya kunyonya ya GAASB hadi AlgaASB (safu ya kuzidisha) ni rahisi, kupunguza athari ya mtego na kuboresha kasi na ufanisi wa kifaa.

2.AlGAASSB safu ya kuzidisha: safu ya kuzidisha ya AlgAASSB ni bora kuliko safu ya jadi ya INP na Inalas kuzidisha katika utendaji. Inaonyeshwa hasa katika faida kubwa kwa joto la kawaida, bandwidth ya juu na kelele ya chini ya chini.

Na viashiria bora vya utendaji

MpyaPhotodetector ya APD(Avalanche Photodiode Detector) pia hutoa maboresho makubwa katika metriki za utendaji:

1. Faida ya juu: faida kubwa ya 278 ilipatikana kwa joto la kawaida, na hivi karibuni Dk. Jin Xiao aliboresha muundo na mchakato, na faida kubwa iliongezeka hadi M = 1212.

2. Kelele ya chini sana: inaonyesha kelele ya chini sana (F <3, faida M = 70; F <4, faida M = 100).

3. Ufanisi wa kiwango cha juu: Chini ya faida kubwa, ufanisi wa kiwango ni juu kama 5935.3%. Uimara mkubwa wa joto: unyeti wa kuvunjika kwa joto la chini ni karibu 11.83 mV/K.

Mtini 1 kelele ya ziada ya APDVifaa vya PhotodetectorIkilinganishwa na Photodetector nyingine ya APD

Matarajio ya matumizi makubwa

APD hii mpya ina maana muhimu kwa mifumo ya LiDAR na matumizi ya Photon:

1. Uboreshaji wa uwiano wa ishara-kwa-kelele: faida kubwa na sifa za chini za kelele huboresha sana uwiano wa ishara-kwa-kelele, ambayo ni muhimu kwa matumizi katika mazingira duni ya Photon, kama vile ufuatiliaji wa gesi chafu.

2. Utangamano wenye nguvu: Photodetector mpya ya APD (Avalanche Photodetector) imeundwa kuendana na majukwaa ya sasa ya Phosphide (INP), kuhakikisha ujumuishaji wa mshono na mifumo iliyopo ya mawasiliano ya kibiashara.

3. Ufanisi wa juu wa utendaji: Inaweza kufanya kazi vizuri kwa joto la kawaida bila mifumo ngumu ya baridi, kurahisisha kupelekwa katika matumizi anuwai ya vitendo.

Ukuzaji wa picha hii mpya ya 1550 nm SACM APD Photodetector (Avalanche Photodetector) inawakilisha mafanikio makubwa kwenye uwanja, inashughulikia mapungufu muhimu yanayohusiana na kelele ya ziada na kupata bidhaa za bandwidth katika miundo ya jadi ya APD (Avalanche Photodetector). Ubunifu huu unatarajiwa kuongeza uwezo wa mifumo ya LIDAR, haswa katika mifumo ya LiDAR isiyopangwa, na pia mawasiliano ya nafasi ya bure.