Photodetector fótóin ingaas aonair

Fótón aonairPhotodetector Ingaas

Le forbairt thapa lidar, ansolas braiteTá riachtanais níos airde ag teicneolaíocht agus ag réimsiú teicneolaíochta a úsáidtear le haghaidh teicneolaíocht íomháithe uathoibríoch feithiclí, ní féidir le híogaireacht agus réiteach ama an bhrathadóra a úsáidtear sa teicneolaíocht braite éadrom thraidisiúnta na riachtanais iarbhír a chomhlíonadh. Is é fótón aonair an t -aonad fuinnimh is lú solais, agus is é an brathadóir a bhfuil cumas braite fótóin amháin aige an uirlis dheiridh de bhrath íseal solais. I gcomparáid le IngaasPhotodetector APD. Dá bhrí sin, rinneadh sraith taighde ar bhrathadóirí fótóin APD APD APD sa bhaile agus thar lear.

D'fhorbair taighdeoirí ó Ollscoil Milan san Iodáil samhail dháthoiseach ar dtús chun iompar neamhbhuan fótóin amháin a ionsamhlúPhotodetector AvalancheI 1997, agus thug sé torthaí insamhalta uimhriúla ar thréithe neamhbhuan aon fhóta -fhótachta fótóin amháin. Ansin i 2006, d'úsáid na taighdeoirí MOCVD chun geoiméadrach planar a ullmhúPhotodetector APD APDBrathadóir fótóin aonair, a mhéadaigh an éifeachtúlacht braite aonfhótóin go 10% tríd an gciseal machnamhach a laghdú agus an réimse leictreach a fheabhsú ag an gcomhéadan ilchineálach. In 2014, trí na coinníollacha idirleata since a fheabhsú tuilleadh agus an struchtúr ingearach a bharrfheabhsú, tá éifeachtúlacht braite níos airde ag an mbrathadóir aonfhótóin, suas le 30%, agus baineann sé le jitter uainiúcháin de thart ar 87 ps. In 2016, Sanzaro M et al. Comhtháthaigh an brathadóir aon-fhótón ingaaS APD le friotóir comhtháite monolithic, dearadh modúl comhaireamh aon-fhótóin dhlúth bunaithe ar an mbrathadóir, agus mhol sé modh quench hibrideach a laghdaigh muirear avalanche go suntasach, rud a laghdaigh crosstalk iar-chumhachta agus optúil, agus ag laghdú jitter go 70 ps. Ag an am céanna, rinne grúpaí taighde eile taighde ar Ingaas APD freisinfóta -mheastóirBrathadóir fótóin aonair. Mar shampla, tá brathadóir fótóin aonair InGaAS/InPapd deartha ag Princeton Lightwave le struchtúr planar agus é a úsáid in úsáid tráchtála. Rinne Institiúid na Fisice Teicniúla Shanghai tástáil ar fheidhmíocht aonfhótóin an fhóta-fhóta-APD ag baint úsáide as taiscí since a bhaint agus an modh cuisle geata cothromaithe capacitive le comhaireamh dorcha de 3.6 × 10 ⁻⁴/ns cuisle ag minicíocht chuisle de 1.5 MHz. Joseph P et al. Dearadh an struchtúr Mesa Ingaas APD Photodetector Brathadóir fótóin aonair le bandgap níos leithne, agus d'úsáid sé IngaASP mar an t -ábhar ciseal ionsúite chun comhaireamh dorcha níos ísle a fháil gan cur isteach ar an éifeachtúlacht braite.

Is é an modh oibriúcháin den bhrathadóir fótóin APD APD APD ná modh oibríochta saor in aisce, is é sin, ní mór don fhóta -fhótaire APD an ciorcad forimeallach a mhúchadh tar éis do mhagadh a tharlaíonn, agus é a aisghabháil tar éis dó a bheith ag múchadh ar feadh tréimhse ama. In order to reduce the impact of quenching delay time, it is roughly divided into two types: One is to use passive or active quenching circuit to achieve quenching, such as the active quenching circuit used by the R Thew, etc. Figure (a), (b) is a simplified diagram of the electronic control and active quenching circuit and its connection with APD photodetector, which has been developed to work in gated or free running mode, significantly an fhadhb iar-chuisle a laghdú roimhe seo a laghdú. Thairis sin, is é an éifeachtúlacht braite ag 1550 nm ná 10%, agus laghdaítear an dóchúlacht go dtarlóidh iar-chuisle go níos lú ná 1%. Is é an dara ceann ná múchadh agus téarnamh tapa a bhaint amach trí leibhéal an voltais claonta a rialú. Ós rud é nach mbraitheann sé ar rialú aiseolais ar chuisle Avalanche, laghdaítear go mór an t -am moill ar mhúchadh agus feabhsaítear éifeachtúlacht braite an bhrathadóra. Mar shampla, úsáideann LC Comandar et al an modh gated. Ullmhaíodh brathadóir aon-fhótóin gated bunaithe ar InGaas/InPapd. Bhí an éifeachtúlacht braite aonfhótóin os cionn 55% ag 1550 nm, agus baineadh amach an dóchúlacht iar-chuisle de 7%. Ar an mbonn seo, bhunaigh Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne córas LiDAR ag baint úsáide as snáithín il-mhodhanna ag an am céanna le brathadóir aon-fhótain ingaaS ingaas saor-mhodha. Taispeántar an trealamh turgnamhach i bhFíor (c) agus (d), agus baintear amach scamaill ilchisealacha le hairde de 12 km le réiteach ama de 1 s agus réiteach spásúil de 15 m.