Brathadóir fótafón singil InGaAs

Fótafón amháinBrathadóir grianghraf InGaAs

Le forbairt go mear ar LiDAR, tá anbraite solaistá ceanglais níos airde ag an teicneolaíocht agus an teicneolaíocht raon a úsáidtear le haghaidh teicneolaíocht íomháithe rianaithe feithicle uathoibríoch freisin, ní féidir le híogaireacht agus réiteach ama an bhrathadóra a úsáidtear sa teicneolaíocht braite solais íseal traidisiúnta freastal ar na riachtanais iarbhír. Is é fótón aonair an t-aonad fuinnimh solais is lú, agus is é an brathadóir a bhfuil cumas braite fótóin aonair an uirlis deiridh chun solas íseal a bhrath. I gcomparáid le InGaAsBrathadóir grianghraf APD, tá luas freagartha, íogaireacht agus éifeachtúlacht níos airde ag brathadóirí aon-fhótóin atá bunaithe ar fhótaileictreach InGaAs APD. Mar sin, rinneadh sraith taighde ar bhrathadóirí aonfhótaileictreach IN-GAAS APD sa bhaile agus thar lear.

D’fhorbair taighdeoirí ó Ollscoil Milano san Iodáil samhail déthoiseach ar dtús chun iompar neamhbhuan aon fhótóin a insamhladh.brathadóir fótaileictreachi 1997, agus thug sé torthaí insamhalta uimhriúla ar shaintréithe díomuan fóta-bhrathadóir avalanche aon fhótóin. Ansin in 2006, bhain na taighdeoirí úsáid as MOCVD chun plean geoiméadrach a ullmhúBrathadóir grianghraf InGaAs APDbrathadóir fótóin aonair, rud a mhéadaigh an éifeachtúlacht braite aon-fhótan go 10% tríd an gciseal machnamhach a laghdú agus an réimse leictreach a fheabhsú ag an gcomhéadan ilchineálach. In 2014, trí fheabhas a chur ar na coinníollacha idirleata since a thuilleadh agus an struchtúr ingearach a bharrfheabhsú, tá éifeachtacht bhrath níos airde ag an brathadóir aon-fhótóin, suas le 30%, agus baineann sé giodam ama de thart ar 87 ps amach. In 2016, rinne SANZARO M et al. Comhtháthaíodh brathadóir aonfhótain fhóta-bhrathadóir InGaAs APD le friotóir comhtháite monolithic, dhear modúl dlúth comhairimh aonfhótóin bunaithe ar an brathadóir, agus mhol sé modh múchadh hibrideach a laghdaigh go mór an muirear maolánach, rud a laghdódh crosstalk iar-pulse agus optúil, agus Giodam uainiúcháin a laghdú go 70 ps. Ag an am céanna, tá taighde déanta ag grúpaí taighde eile ar InGaAs APDbrathadóir grianghrafbrathadóir aonair fótóin. Mar shampla, dhear Princeton Lightwave brathadóir fótóin singil InGaAs/InPAPD le struchtúr pleanach agus cuireadh in úsáid tráchtála é. Rinne Institiúid na Fisice Teicniúla Shanghai tástáil ar fheidhmíocht aon fhótón an fhóta-bhraiteora APD trí úsáid a bhaint as taiscí since agus an modh cuisle geata cothromaithe capacitive le comhaireamh dorcha de pulse 3.6 × 10 ⁻⁴/ns ag minicíocht bíge 1.5 MHz. Joseph P et al. dearadh an struchtúr mesa InGaAs APD brathadóir fóta-bhrathadóir fótóin aonair le bandaga níos leithne, agus d'úsáid sé InGaAsP mar ábhar an chiseal ionsúcháin chun comhaireamh dorcha níos ísle a fháil gan cur isteach ar an éifeachtúlacht braite.

Is modh oibríochta saor in aisce é modh oibriúcháin an bhrathadóra fótóin aonair InGaAs APD, is é sin, ní mór don fhóta-bhrathadóir APD an ciorcad forimeallach a mhúchadh tar éis avalanche, agus aisghabháil tar éis múchadh ar feadh tréimhse ama. D'fhonn an tionchar a bhaineann le moill múchadh a laghdú, tá sé roinnte go garbh ina dhá chineál: Is é ceann amháin ciorcad múchadh éighníomhach nó gníomhach a úsáid chun múchadh a bhaint amach, mar shampla an ciorcad múchadh gníomhach a úsáideann an R Thew, etc. Fíor (a) , (b) is léaráid simplithe é den chiorcad rialaithe leictreonach agus múchadh gníomhach agus a nasc le fóta-bhrathadóir APD, a forbraíodh chun oibriú i mód reatha le geata nó saor in aisce, rud a laghdaigh go mór an fhadhb iar-pulse nár réadaíodh roimhe seo. Thairis sin, is é 10% an éifeachtacht bhrath ag 1550 nm, agus laghdaítear an dóchúlacht iar-pulse go dtí níos lú ná 1%. Is é an dara ceann ná múchadh agus aisghabháil tapa a bhaint amach trí leibhéal an voltais claonta a rialú. Ós rud é nach bhfuil sé ag brath ar an rialú aiseolais ar chuisle avalanche, laghdaítear go mór an t-am moille múchta agus feabhsaítear éifeachtacht braite an bhrathadóra. Mar shampla, úsáideann LC Comandar et al an modh gated. Ullmhaíodh brathadóir aonfhótóin le geata bunaithe ar InGaAs/InPAPD. Bhí an éifeachtacht braite aon-fótóin os cionn 55% ag 1550 nm, agus baineadh amach an dóchúlacht iar-pulse de 7%. Ar an mbonn seo, bhunaigh Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne córas liDAR ag baint úsáide as snáithín ilmhód ag an am céanna in éineacht le brathadóir aon-fhótóin InGaAs APD saor-mhód. Taispeántar an trealamh turgnamhach i bhFíor (c) agus (d), agus réadaítear braite scamaill ilchiseal le airde 12 km le taifeach ama 1 s agus taifeach spásúil 15 m.