Photon mojaKitambuzi cha picha cha InGaAs
Pamoja na maendeleo ya haraka ya LiDAR, thekugundua mwangateknolojia na teknolojia ya kuanzia inayotumika kwa teknolojia ya upigaji picha ya kufuatilia gari kiotomatiki pia ina mahitaji ya juu zaidi, unyeti na azimio la wakati wa kigunduzi kinachotumiwa katika teknolojia ya kitamaduni ya kugundua mwanga mdogo hauwezi kukidhi mahitaji halisi. Fotoni moja ndiyo kitengo kidogo zaidi cha nishati ya mwanga, na kigunduzi chenye uwezo wa kugundua fotoni moja ndicho chombo cha mwisho cha utambuzi wa mwanga hafifu. Ikilinganishwa na InGaAsKitambuzi cha picha cha APD, vigunduzi vya fotoni moja kulingana na kigunduzi cha picha cha InGaAs APD vina kasi ya juu ya majibu, usikivu na ufanisi. Kwa hivyo, msururu wa tafiti kuhusu vigunduzi vya picha vya IN-GAAS APD vya kugundua picha moja umefanywa nyumbani na nje ya nchi.
Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Milan nchini Italia walitengeneza kielelezo cha pande mbili ili kuiga tabia ya muda mfupi ya fotoni moja.kigundua picha cha thelujimnamo 1997, na kutoa matokeo ya simulizi ya nambari ya sifa za muda mfupi za kigundua picha cha banguko cha picha moja. Kisha mnamo 2006, watafiti walitumia MOCVD kuandaa jiometri iliyopangwaKitambuzi cha picha cha InGaAs APDkigunduzi kimoja cha fotoni, ambacho kiliongeza ufanisi wa ugunduzi wa fotoni moja hadi 10% kwa kupunguza safu ya kuakisi na kuimarisha uga wa umeme kwenye kiolesura tofauti. Mnamo mwaka wa 2014, kwa kuboresha zaidi hali ya uenezaji wa zinki na kuboresha muundo wa wima, kigunduzi cha picha-moja kina ufanisi wa juu wa utambuzi, hadi 30%, na kufikia jita ya muda ya takriban 87 ps. Mnamo 2016, SANZARO M et al. iliunganisha kigunduzi cha fotoni cha InGaAs APD na kipinga kilichounganishwa cha monolithic, ilibuni moduli ya kuhesabu fotoni moja kulingana na kigunduzi, na kupendekeza mbinu ya mseto ya kuzima ambayo ilipunguza kwa kiasi kikubwa chaji ya banguko, na hivyo kupunguza mseto wa baada ya mapigo na macho, na kupunguza jitter ya muda hadi 70 ps. Wakati huo huo, vikundi vingine vya utafiti pia vimefanya utafiti kuhusu InGaAs APDkigundua pichakigunduzi kimoja cha fotoni. Kwa mfano, Princeton Lightwave imeunda kigunduzi kimoja cha InGaAs/InPAPD chenye muundo wa sayari na kukiweka katika matumizi ya kibiashara. Taasisi ya Fizikia ya Kiufundi ya Shanghai ilijaribu utendakazi wa fotoni moja ya kitambua picha cha APD kwa kutumia uondoaji wa amana za zinki na modi ya mapigo ya lango yenye uwiano wa capacitive yenye hesabu ya giza ya 3.6 × 10 ⁻⁴/ns ya mpigo kwa masafa ya mapigo ya 1.5 MHz. Joseph P na wengine. ilibuni muundo wa mesa InGaAs APD kigunduzi cha fotoni kimoja chenye mkanda mpana, na kutumia InGaAsP kama nyenzo ya safu ya kufyonza ili kupata hesabu ya chini ya giza bila kuathiri ufanisi wa utambuzi.
Hali ya uendeshaji ya InGaAs APD photodetector single photon detector ni hali ya uendeshaji bila malipo, yaani, APD photodetector inahitaji kuzima mzunguko wa pembeni baada ya avalanche kutokea, na kupona baada ya kuzimwa kwa muda. Ili kupunguza athari ya muda wa kuchelewa kwa kuzima, imegawanywa takriban katika aina mbili: Moja ni kutumia mzunguko wa kuzima tulivu au amilifu ili kufikia uzimaji, kama vile saketi inayotumika ya kuzima inayotumiwa na R Thew, n.k. Kielelezo (a) , (b) ni mchoro uliorahisishwa wa kidhibiti cha kielektroniki na saketi amilifu ya kuzima na muunganisho wake na kigundua picha cha APD, ambacho kimetengenezwa kufanya kazi katika hali ya uendeshaji lango au bila malipo, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa tatizo ambalo halikutekelezwa hapo awali la baada ya kunde. Aidha, ufanisi wa kugundua katika 1550 nm ni 10%, na uwezekano wa baada ya kunde hupungua hadi chini ya 1%. Ya pili ni kutambua kuzima na kupona haraka kwa kudhibiti kiwango cha voltage ya upendeleo. Kwa kuwa haitegemei udhibiti wa maoni ya mapigo ya maporomoko ya theluji, muda wa kuchelewa wa kuzima umepunguzwa kwa kiasi kikubwa na ufanisi wa kutambua wa detector unaboreshwa. Kwa mfano, LC Comandar et al hutumia hali ya lango. Kigunduzi chenye lango cha fotoni moja kulingana na InGaAs/InPAPD kilitayarishwa. Ufanisi wa ugunduzi wa fotoni moja ulikuwa zaidi ya 55% kwa nm 1550, na uwezekano wa baada ya kunde wa 7% ulipatikana. Kwa msingi huu, Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha Uchina kilianzisha mfumo wa liDAR kwa kutumia nyuzi za hali nyingi kwa wakati mmoja pamoja na kigunduzi cha fotoni cha InGaAs APD cha hali ya bure. Vifaa vya majaribio vinaonyeshwa kwenye Mchoro (c) na (d), na ugunduzi wa mawingu ya safu nyingi na urefu wa kilomita 12 hugunduliwa na azimio la wakati wa s 1 na azimio la anga la 15 m.
Muda wa kutuma: Mei-07-2024