Brathadóir fótóin aonair InGaAs

Fótón aonairBrathadóir fótachódóra InGaAs

Le forbairt thapa LiDAR, anbraiteadh solaisTá ceanglais níos airde ag baint leis an teicneolaíocht agus leis an teicneolaíocht raoinithe a úsáidtear le haghaidh teicneolaíocht íomháithe rianaithe feithiclí uathoibríocha freisin, agus ní féidir le híogaireacht agus réiteach ama an bhraiteoir a úsáidtear sa teicneolaíocht thraidisiúnta braite solais íseal freastal ar na riachtanais iarbhír. Is é an fótón aonair an t-aonad fuinnimh solais is lú, agus is é an brathadóir a bhfuil an cumas aige fótón aonair a bhrath an uirlis dheireanach chun solas íseal a bhrath. I gcomparáid le InGaAsBrathadóir fótachódóra APD, tá luas freagartha, íogaireacht agus éifeachtúlacht níos airde ag brathadóirí fótóin aonair atá bunaithe ar bhrathadóir fótóin InGaAs APD. Dá bhrí sin, rinneadh sraith taighde ar bhrathadóirí fótóin aonair IN-GAAS APD sa bhaile agus thar lear.

D'fhorbair taighdeoirí ó Ollscoil Mhílan san Iodáil samhail dhéthoiseach ar dtús chun iompar neamhbhuan fótóin aonair a insamhladh.brathadóir fótachóime sneachtai 1997, agus thug sé torthaí insamhalta uimhriúla ar shaintréithe neamhbhuana brathadóir fótóin aon-shleamhnáin. Ansin i 2006, bhain na taighdeoirí úsáid as MOCVD chun geoiméadrach phlánach a ullmhúBrathadóir fótachódóra InGaAs APDbrathadóir fótóin aonair, rud a mhéadaigh éifeachtúlacht bhrath an fhótain aonair go 10% tríd an tsraith fhrithchaiteach a laghdú agus an réimse leictreach ag an gcomhéadan héagsúil a fheabhsú. In 2014, trí na coinníollacha idirleata since a fheabhsú tuilleadh agus an struchtúr ingearach a bharrfheabhsú, tá éifeachtúlacht bhrath níos airde ag an mbrathadóir fótóin aonair, suas le 30%, agus baintear amach crith ama de thart ar 87 ps. In 2016, chomhtháthaigh SANZARO M et al. an brathadóir fótóin aonair InGaAs APD le friotóir comhtháite monailiteach, dhear siad modúl comhaireamh fótóin aonair dlúth bunaithe ar an mbrathadóir, agus mhol siad modh múchta hibrideach a laghdaigh muirear sneachta maidhme go suntasach, rud a laghdaigh traschaint iar-bhuilge agus optúil, agus a laghdaigh crith ama go 70 ps. Ag an am céanna, rinne grúpaí taighde eile taighde ar InGaAs APD freisin.brathadóir fótachódórabrathadóir fótóin aonair. Mar shampla, dhear Princeton Lightwave brathadóir fótóin aonair InGaAs/InPAPD le struchtúr plánach agus chuir siad i bhfeidhm go tráchtála é. Rinne Institiúid Fisice Teicniúla Shanghai tástáil ar fheidhmíocht aonfótóin brathadóra fóta APD ag baint úsáide as taiscí since a bhaint agus an modh cuisle geata cothrom toilleasach le comhaireamh dorchadas de chuisle 3.6 × 10 ⁻⁴/ns ag minicíocht cuisle 1.5 MHz. Dhear Joseph P et al. an brathadóir fótóin aonair brathadóra fóta APD InGaAs le struchtúr mesa le bearna banda níos leithne, agus d'úsáid siad InGaAsP mar an t-ábhar ciseal ionsúiteach chun comhaireamh dorchadas níos ísle a fháil gan cur isteach ar éifeachtúlacht an bhrath.

Is é modh oibríochta an bhrathadóra fótóin aonair InGaAs APD ná modh oibríochta saor, is é sin, ní mór don bhrathadóir fótóin APD an ciorcad imeallach a mhúchadh tar éis maidhme sneachta, agus téarnamh tar éis múchta ar feadh tréimhse ama. Chun tionchar an mhoill ar mhúchadh a laghdú, roinntear é ina dhá chineál go garbh: Ceann amháin ná ciorcad múchta éighníomhach nó gníomhach a úsáid chun múchadh a bhaint amach, amhail an ciorcad múchta gníomhach a úsáideann an R Thew, etc. Is léaráid shimplithe den chiorcad rialaithe leictreonach agus múchta gníomhach agus a nasc leis an mbrathadóir fótóin APD í Fíor (a), (b), atá forbartha chun oibriú i mód geataithe nó saor-reatha, rud a laghdaíonn go suntasach an fhadhb iar-bhuilge nár réadaíodh roimhe seo. Thairis sin, is é 10% an éifeachtúlacht bhrath ag 1550 nm, agus laghdaítear an dóchúlacht go dtarlóidh iar-bhuilge go dtí níos lú ná 1%. Is é an dara ceann ná múchadh agus téarnamh tapa a bhaint amach trí leibhéal an voltais chlaonta a rialú. Ós rud é nach bhfuil sé ag brath ar rialú aiseolais bhuilge maidhme sneachta, laghdaítear an t-am moille ar mhúchadh go suntasach agus feabhsaítear éifeachtúlacht bhrath an bhrathadóra. Mar shampla, úsáideann LC Comandar et al. an modh geataithe. Ullmhaíodh brathadóir aonfhótóin geataithe bunaithe ar InGaAs/InPAPD. Bhí an éifeachtúlacht braite aonfhótóin os cionn 55% ag 1550 nm, agus baineadh amach dóchúlacht iar-bhuilge de 7%. Ar an mbonn seo, bhunaigh Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne córas liDAR ag baint úsáide as snáithín ilmhód atá cúpláilte ag an am céanna le brathadóir aonfhótóin brathadóir fótafhóta InGaAs APD saormhód. Taispeántar an trealamh turgnamhach i bhFíor (c) agus (d), agus baintear amach braiteadh scamall ilchisealacha le hairde 12 km le réiteach ama de 1 s agus réiteach spásúil de 15 m.