Avvanzi riċenti fifotoditekters tal-valangi b'sensittività għolja
Sensittività għolja fit-temperatura tal-kamra 1550 nmditekter tal-fotodijodi tal-valangi
Fil-medda tal-infra-aħmar qrib (SWIR), id-dijodi tal-valanga b'sensittività għolja u veloċità għolja jintużaw ħafna fil-komunikazzjoni optoelettronika u fl-applikazzjonijiet liDAR. Madankollu, il-fotodijodu tal-valanga tal-infra-aħmar qrib (APD) attwali, iddominat mid-dijodu tat-tkissir tal-valanga tal-indju, il-gallju u l-arseniku (InGaAs APD), dejjem kien limitat mill-istorbju ta' jonizzazzjoni ta' ħabta każwali tal-materjali tradizzjonali tar-reġjun multiplikatur, il-fosfid tal-indju (InP) u l-arseniku tal-aluminju tal-indju (InAlAs), li rriżulta fi tnaqqis sinifikanti fis-sensittività tal-apparat. Matul is-snin, ħafna riċerkaturi qed ifittxu b'mod attiv materjali semikondutturi ġodda li huma kompatibbli mal-proċessi tal-pjattaforma optoelettronika InGaAs u InP u li għandhom prestazzjoni ta' storbju ta' jonizzazzjoni b'impatt ultra-baxx simili għall-materjali tas-silikon bl-ingrossa.
Id-ditekter innovattiv tal-fotodijodi tal-valangi ta' 1550 nm jgħin fl-iżvilupp tas-sistemi LiDAR
Tim ta’ riċerkaturi fir-Renju Unit u l-Istati Uniti żviluppaw b’suċċess għall-ewwel darba fotoditekter APD ġdid ta’ 1550 nm b’sensittività ultra-għolja (fotoditekter tal-valangi), avvanz li jwiegħed li jtejjeb ħafna l-prestazzjoni tas-sistemi LiDAR u applikazzjonijiet optoelettroniċi oħra.
Materjali ġodda joffru vantaġġi ewlenin
Il-qofol ta’ din ir-riċerka huwa l-użu innovattiv tal-materjali. Ir-riċerkaturi għażlu GaAsSb bħala s-saff tal-assorbiment u AlGaAsSb bħala s-saff tal-multiplikatur. Dan id-disinn huwa differenti mill-InGaAs/InP tradizzjonali u jġib miegħu vantaġġi sinifikanti:
1. Saff ta' assorbiment ta' GaAsSb: GaAsSb għandu koeffiċjent ta' assorbiment simili għal InGaAs, u t-tranżizzjoni mis-saff ta' assorbiment ta' GaAsSb għal AlGaAsSb (saff multiplikatur) hija aktar faċli, tnaqqas l-effett tan-nassa u ttejjeb il-veloċità u l-effiċjenza tal-assorbiment tal-apparat.
2. Saff multiplikatur AlGaAsSb: Is-saff multiplikatur AlGaAsSb huwa superjuri għas-saff multiplikatur tradizzjonali InP u InAlAs fil-prestazzjoni. Dan jirrifletti prinċipalment f'qligħ għoli f'temperatura tal-kamra, bandwidth għoli u storbju żejjed ultra-baxx.
B'indikaturi tal-prestazzjoni eċċellenti
Il-ġdidFotoditekter tal-APD(ditekter tal-fotodijodi tal-valangi) joffri wkoll titjib sinifikanti fil-metriċi tal-prestazzjoni:
1. Qligħ ultra-għoli: Il-qligħ ultra-għoli ta' 278 intlaħaq f'temperatura tal-kamra, u reċentement Dr. Jin Xiao tejjeb l-ottimizzazzjoni tal-istruttura u l-proċess, u l-qligħ massimu żdied għal M=1212.
2. Storbju baxx ħafna: juri storbju żejjed baxx ħafna (F < 3, qligħ M = 70; F<4, qligħ M=100).
3. Effiċjenza kwantistika għolja: taħt il-qligħ massimu, l-effiċjenza kwantistika hija għolja daqs 5935.3%. Stabbiltà qawwija tat-temperatura: is-sensittività għat-tkissir f'temperatura baxxa hija ta' madwar 11.83 mV/K.
Figura 1 Storbju żejjed tal-APDapparati ta' fotoditektermeta mqabbel ma' fotoditekter APD ieħor
Prospetti ta' applikazzjoni wiesgħa
Dan l-APD ġdid għandu implikazzjonijiet importanti għas-sistemi liDAR u l-applikazzjonijiet tal-fotoni:
1. Proporzjon sinjal-ħoss imtejjeb: Il-karatteristiċi ta' qligħ għoli u ħoss baxx itejbu b'mod sinifikanti l-proporzjon sinjal-ħoss, li huwa kritiku għal applikazzjonijiet f'ambjenti fqar fil-fotoni, bħall-monitoraġġ tal-gassijiet serra.
2. Kompatibilità qawwija: Il-fotodetector APD il-ġdid (fotodetector tal-valanga) huwa ddisinjat biex ikun kompatibbli mal-pjattaformi optoelettroniċi attwali tal-fosfid tal-indju (InP), u jiżgura integrazzjoni bla xkiel mas-sistemi ta' komunikazzjoni kummerċjali eżistenti.
3. Effiċjenza operattiva għolja: Jista' jopera b'mod effiċjenti f'temperatura tal-kamra mingħajr mekkaniżmi kumplessi ta' tkessiħ, u b'hekk jissimplifika l-iskjerament f'diversi applikazzjonijiet prattiċi.
L-iżvilupp ta’ dan il-fotoditekter SACM APD ta’ 1550 nm (fotoditekter tal-valangi) ġdid jirrappreżenta avvanz kbir fil-qasam, jindirizza l-limitazzjonijiet ewlenin assoċjati ma’ prodotti ta’ ħoss żejjed u bandwidth tal-qligħ fid-disinji tradizzjonali tal-fotoditekter APD (fotoditekter tal-valangi). Din l-innovazzjoni hija mistennija li tagħti spinta lill-kapaċitajiet tas-sistemi liDAR, speċjalment fis-sistemi liDAR mingħajr ekwipaġġ, kif ukoll fil-komunikazzjonijiet fl-ispazju ħieles.
Ħin tal-posta: 13 ta' Jannar 2025