Hiji poton InGaAs photodetector

Foton tunggalInGaAs photodetector

Kalawan ngembangkeun gancang tina LiDAR, nudeteksi cahayatéhnologi jeung ranging téhnologi dipaké pikeun téhnologi tracking kandaraan otomatis Imaging ogé mibanda sarat luhur, sensitipitas jeung resolusi waktos detektor dipaké dina téhnologi deteksi lampu low tradisional teu bisa minuhan kaperluan sabenerna. Foton tunggal mangrupikeun unit énergi pangleutikna cahaya, sareng detektor kalayan kamampuan deteksi foton tunggal mangrupikeun alat akhir pikeun deteksi cahaya rendah. Dibandingkeun sareng InGaAsAPD photodetector, single-foton detéktor dumasar kana InGaAs APD photodetector boga speed respon luhur, sensitipitas jeung efisiensi. Ku alatan éta, runtuyan researches on IN-GAAS APD photodetector detektor foton tunggal geus dilumangsungkeun di imah jeung di mancanagara.

Panaliti ti Universitas Milan di Italia mimiti ngembangkeun modél dua diménsi pikeun simulasi paripolah samentara hiji foton.photodetector longsorandi 1997, sarta méré hasil simulasi numeris tina ciri fana tina hiji photon longsoran photodetector tunggal. Lajeng dina 2006, peneliti ngagunakeun MOCVD pikeun nyiapkeun geometri planarInGaAs APD photodetectordetektor foton tunggal, anu ningkatkeun efisiensi deteksi foton tunggal ka 10% ku cara ngirangan lapisan reflektif sareng ningkatkeun médan listrik dina antarmuka hétérogén. Dina 2014, ku salajengna ngaronjatkeun kaayaan difusi séng jeung optimizing struktur nangtung, detektor single-foton boga efisiensi deteksi luhur, nepi ka 30%, sarta ngahontal jitter timing ngeunaan 87 ps. Dina 2016, SANZARO M et al. terpadu InGaAs APD photodetector single-foton detektor jeung résistor terpadu monolithic, dirancang hiji modul cacah single-foton kompak dumasar kana detektor, sarta ngajukeun metoda quench hibrid nu nyata ngurangan muatan longsoran, kukituna ngurangan post-pulsa jeung crosstalk optik, jeung ngurangan timing jitter ka 70 ps. Dina waktos anu sami, kelompok panaliti sanés ogé parantos ngalaksanakeun panalungtikan ngeunaan InGaAs APDpotodetektordetektor foton tunggal. Contona, Princeton Lightwave geus dirancang InGaAs / InPAPD detektor foton tunggal kalawan struktur planar sarta nempatkeun kana pamakéan komérsial. The Shanghai Institute of Physics Téknis nguji kinerja poton tunggal APD photodetector ngagunakeun ngaleupaskeun deposit séng jeung modeu pulsa gerbang saimbang kapasitif kalawan count poék 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pulsa dina frékuénsi pulsa 1,5 MHz. Joseph P et al. dirancang struktur mesa InGaAs APD photodetector detektor foton tunggal kalawan bandgap lega, sarta dipaké InGaAsP salaku bahan lapisan nyerep pikeun ménta count poék handap tanpa mangaruhan efisiensi deteksi.

Mode operasi tina InGaAs APD photodetector detektor foton tunggal nyaéta mode operasi bébas, nyaeta, APD photodetector perlu quench sirkuit periferal sanggeus longsoran lumangsung, sarta cageur sanggeus quenching pikeun periode waktu. Dina raraga ngurangan dampak quenching waktu reureuh, éta kasarna dibagi jadi dua jenis: Hiji nyaeta ngagunakeun pasip atawa aktip quenching circuit pikeun ngahontal quenching, kayaning sirkuit quenching aktif dipaké ku R Thew, jsb Gambar (a) , (b) mangrupakeun diagram saderhana tina kontrol éléktronik jeung sirkuit quenching aktip tur sambungan na kalawan APD photodetector, nu geus dimekarkeun pikeun digawé di gated atawa mode ngajalankeun bébas, nyata ngurangan masalah pos-pulsa saméméhna unrealized. Sumawona, efisiensi deteksi dina 1550 nm nyaéta 10%, sareng kamungkinan post-pulsa diréduksi jadi kirang ti 1%. Anu kadua nyaéta pikeun ngawujudkeun quenching sareng pamulihan gancang ku cara ngadalikeun tingkat tegangan bias. Kusabab teu gumantung kana kontrol eupan balik pulsa longsoran, waktu reureuh tina quenching nyata ngurangan tur efisiensi deteksi detektor nu ningkat. Contona, LC Comandar dkk ngagunakeun mode gated. Detektor tunggal-foton gated dumasar kana InGaAs / InPAPD disiapkeun. Efisiensi deteksi foton tunggal langkung ti 55% dina 1550 nm, sareng kamungkinan pos-pulsa 7% kahontal. Dina dasar ieu, Universitas Sains jeung Téknologi Cina ngadegkeun sistem liDAR ngagunakeun serat multi-mode sakaligus gandeng ku mode bébas InGaAs APD photodetector detektor single-foton. Alat-alat ékspérimén dipidangkeun dina Gambar (c) sareng (d), sareng deteksi awan multi-lapisan kalayan jangkungna 12 km diwujudkeun kalayan résolusi waktos 1 s sareng résolusi spasial 15 m.