Dul chun cinn le déanaí i bhfóta-bhrathadóirí ard-íogaireachta maidhme sneachta

Dul chun cinn le déanaí ibrathadóirí fótachóime ard-íogaireachta

Íogaireacht ard teochta seomra 1550 nmbrathadóir fótóidíodó sneachta

Sa bhanda gar-infridhearg (SWIR), úsáidtear dé-óidí maidhme sneachta ardluais ard-íogaireachta go forleathan i gcumarsáid optoelectronic agus i bhfeidhmchláir liDAR. Mar sin féin, tá an fhóta-dé-óid maidhme sneachta gar-infridhearg (APD) reatha, atá faoi cheannas dé-óid miondealú maidhme sneachta arsanaic ghailliam Indium (InGaAs APD), teoranta i gcónaí ag torann ianúcháin imbhuailte randamach ábhar traidisiúnta réigiúin iolraitheora, fosfíd indium (InP) agus arsanaic alúmanaim indium (InAlAs), rud a fhágann laghdú suntasach ar íogaireacht na feiste. Le blianta beaga anuas, tá go leor taighdeoirí ag lorg ábhar leathsheoltóra nua atá comhoiriúnach le próisis ardáin optoelectronic InGaAs agus InP agus a bhfuil feidhmíocht torainn ianúcháin thar a bheith ísealtionchair acu cosúil le hábhair sileacain mórchóir.

Cuidíonn an brathadóir fótóide sneachta 1550 nm nuálach le forbairt córas LiDAR

D’éirigh le foireann taighdeoirí sa Ríocht Aontaithe agus sna Stáit Aontaithe brathadóir fótachódóra APD 1550 nm le híogaireacht thar a bheith ard a fhorbairt den chéad uair (brathadóir fótachóime sneachta), dul chun cinn a gheallann feabhas mór a chur ar fheidhmíocht córas LiDAR agus feidhmchláir optoelectronic eile.

Tugann ábhair nua buntáistí tábhachtacha

Is é buaicphointe an taighde seo ná úsáid nuálach ábhar. Roghnaigh na taighdeoirí GaAsSb mar an tsraith ionsúcháin agus AlGaAsSb mar an tsraith iolraitheach. Tá an dearadh seo difriúil ó InGaAs/InP traidisiúnta agus tugann sé buntáistí suntasacha leis:

1. Ciseal ionsúcháin GaAsSb: Tá comhéifeacht ionsúcháin cosúil ag GaAsSb le InGaAs, agus tá an t-aistriú ó chiseal ionsúcháin GaAsSb go AlGaAsSb (ciseal iolraitheora) níos éasca, rud a laghdaíonn an éifeacht gaiste agus a fheabhsaíonn luas agus éifeachtúlacht ionsúcháin na feiste.

2. Ciseal iolraitheora AlGaAsSb: Tá ciseal iolraitheora AlGaAsSb níos fearr ó thaobh feidhmíochta de ná ciseal iolraitheora traidisiúnta InP agus InAlAs. Léirítear é seo go príomha i ngnóthachan ard ag teocht an tseomra, bandaleithead ard agus torann iomarcach thar a bheith íseal.

Le táscairí feidhmíochta den scoth

An ceann nuaBrathadóir fótachódóra APD(braiteoir fótóidíodó leamhshnáithe) feabhsuithe suntasacha ar mhéadracht feidhmíochta freisin:

1. Gnóthachan thar a bheith ard: Baineadh amach an gnóthachan thar a bheith ard de 278 ag teocht an tseomra, agus le déanaí fheabhsaigh an Dr. Jin Xiao an t-uasmhéadú struchtúir agus an próiseas, agus méadaíodh an gnóthachan uasta go M=1212.

2. Torann an-íseal: taispeánann sé torann iomarcach an-íseal (F < 3, gnóthachan M = 70; F<4, gnóthachan M=100).

3. Éifeachtúlacht chandamach ard: faoin ngnóthachan uasta, tá an éifeachtúlacht chandamach chomh hard le 5935.3%. Cobhsaíocht láidir teochta: tá íogaireacht miondealaithe ag teocht íseal thart ar 11.83 mV/K.

Fíor 1 Torann iomarcach APDgléasanna fóta-bhrathadóiríi gcomparáid le brathadóir fótachódóra APD eile

Ionchais leathana feidhmchláir

Tá impleachtaí tábhachtacha ag an APD nua seo do chórais liDAR agus d’fheidhmchláir fótóin:

1. Cóimheas comhartha-le-torann feabhsaithe: Feabhsaíonn na tréithe ardghnóthachain agus ísealtorainn an cóimheas comhartha-le-torann go suntasach, rud atá ríthábhachtach d'fheidhmchláir i dtimpeallachtaí bochta fótóin, amhail monatóireacht ar gháis cheaptha teasa.

2. Comhoiriúnacht láidir: Tá an brathadóir fótagrafaíochta APD nua (brathadóir fótagrafaíochta avalanche) deartha le bheith comhoiriúnach le hardáin optoelectronaic reatha fosfíd indium (InP), rud a chinntíonn comhtháthú gan uaim le córais chumarsáide tráchtála atá ann cheana féin.

3. Éifeachtúlacht oibríochtúil ard: Is féidir leis oibriú go héifeachtúil ag teocht an tseomra gan meicníochtaí fuaraithe casta, rud a shimplíonn imscaradh in iarratais phraiticiúla éagsúla.

Is dul chun cinn mór sa réimse é forbairt an fhótabhrathadóir nua APD SACM 1550 nm seo (fótbhrathadóir maidhme sneachta). Tugann sé aghaidh ar na príomhtheorainneacha a bhaineann le torann iomarcach agus le táirgí bandaleithead gnóthachain i ndearaí traidisiúnta brathadóirí fóta APD (fótbhrathadóir maidhme sneachta). Meastar go gcuirfidh an nuálaíocht seo feabhas ar chumais chórais liDAR, go háirithe i gcórais liDAR gan fhoireann, chomh maith le cumarsáid spás saor.