Foton wieħedPhotodetector Ingaas
Bl - iżvilupp mgħaġġel ta 'lidar,Sejbien tad-dawlIt-teknoloġija u t-teknoloġija li tvarja użata għat-traċċar awtomatiku tat-teknoloġija tal-immaġini għandhom ukoll rekwiżiti ogħla, is-sensittività u r-riżoluzzjoni tal-ħin tad-ditekter użat fit-teknoloġija tradizzjonali ta 'skoperta ta' dawl baxx ma jistgħux jissodisfaw il-ħtiġijiet attwali. Photon wieħed huwa l-iżgħar unità ta 'enerġija ta' dawl, u d-ditekter bl-abbiltà ta 'skoperta ta' fotoni singoli huwa l-għodda finali ta 'skoperta ta' dawl baxx. Meta mqabbel ma 'IngaasPhotodetector APD, Ditekters ta 'fotoni singoli bbażati fuq Photodetector APD INGAAS għandhom veloċità ta' rispons ogħla, sensittività u effiċjenza. Għalhekk, serje ta 'riċerki dwar ditekters fotodetettur APD in-GAAs saru fid-dar u barra.
Riċerkaturi mill-Università ta 'Milan fl-Italja l-ewwel żviluppaw mudell b'żewġ dimensjonijiet biex jissimulaw l-imġieba temporanja ta' foton wieħedFotodetettur tal-AvalancheFl-1997, u taw riżultati ta 'simulazzjoni numeriċi tal-karatteristiċi temporanji ta' fotodetettur ta 'valanga foton waħda. Imbagħad fl-2006, ir-riċerkaturi użaw il-MOCVD biex iħejju ġeometriċi ċariPhotodetector ingaas APDDitekter tal-fotoni singoli, li żied l-effiċjenza ta 'skoperta ta' fotoni singoli għal 10% billi naqqas is-saff li jirrifletti u jsaħħaħ il-kamp elettriku fl-interface eteroġenja. Fl-2014, billi tkompli ttejjeb il-kundizzjonijiet ta 'diffużjoni taż-żingu u l-ottimizzazzjoni tal-istruttura vertikali, id-ditekter tal-foton wieħed għandu effiċjenza ta' skoperta ogħla, sa 30%, u jikseb skira tal-ħin ta 'madwar 87 ps. Fl-2016, Sanzaro M et al. Integrat il-Photodetector APD Photodetector single-foton b'reżistenza integrata monolitika, iddisinjat modulu ta 'għadd ta' fotoni kompatt ibbażat fuq id-ditekter, u ppropona metodu ta 'quench ibridi li naqqas b'mod sinifikanti l-ħlas ta' valanga, u b'hekk inaqqas il-ħin wara l-pulse u l-crosstalk ottiku, u jnaqqas il-ħin għal 70 ps. Fl-istess ħin, gruppi oħra ta 'riċerka wettqu wkoll riċerka fuq ingaas APDPhotodetectorDitekter tal-fotoni singoli. Pereżempju, Princeton Lightwave iddisinja Detector Photon Uniku IngaaS / INPAPD bi struttura planari u poġġih f'użu kummerċjali. L-Istitut tal-Fiżika Teknika ta 'Shanghai ttestja l-prestazzjoni ta' fotonu wieħed ta 'fotodetettur APD bl-użu tat-tneħħija tad-depożiti taż-żingu u l-modalità tal-polz tal-bieb ibbilanċjat b'kapaċitattiva b'għadd skur ta' 3.6 × 10 ⁻⁴ / ns polz bi frekwenza tal-polz ta '1.5 MHz. Joseph P et al. Iddisinjat l-istruttura MESA InGaAs APD Photodetector Photon Detector b'bandgap usa ', u uża INGAASP bħala l-materjal tas-saff li jassorbi biex jikseb għadd skur aktar baxx mingħajr ma jaffettwa l-effiċjenza tad-detezzjoni.
Il-mod operattiv tal-Photodetector Photodetector InGaaS APD huwa mod ta 'tħaddim ħieles, jiġifieri, il-fotodetettur APD jeħtieġ li jtaffi ċ-ċirkwit periferali wara li sseħħ valanga, u jirkupra wara li jitilqu għal perjodu ta' żmien. Sabiex jitnaqqas l-impatt tal-ħin ta 'dewmien ta' tkessiħ, huwa bejn wieħed u ieħor maqsum f'żewġ tipi: wieħed huwa li tuża ċirkwit ta 'tkessiħ passiv jew attiv biex jinkiseb tkessiħ, bħalma huma ċ-ċirkwit ta' tkessiħ attiv użat mill-r thew, eċċ. Figura (a), (b) hija dijagramma simplifikata tal-kontroll elettroniku u ċ-ċirkwit ta 'quenching attiv u l-konnessjoni attiva tagħha, li ġiet żviluppata għal xogħol fil-modazzjoni ta' ġirja ħielsa. Problema ta 'wara l-polz li qabel ma kinitx realizzata. Barra minn hekk, l-effiċjenza ta 'skoperta ta' 1550 nm hija 10%, u l-probabbiltà ta 'wara l-polz hija mnaqqsa għal inqas minn 1%. It-tieni huwa li tirrealizza t-tkessiħ u l-irkupru veloċi billi tikkontrolla l-livell ta 'vultaġġ ta' preġudizzju. Peress li ma jiddependix fuq il-kontroll tal-feedback tal-polz tal-valanga, il-ħin tad-dewmien tat-tkessiħ jitnaqqas b'mod sinifikanti u l-effiċjenza tad-detezzjoni tad-ditekter titjieb. Pereżempju, LC Comandar et al jużaw il-modalità gated. Ġie ppreparat ditekter ta 'fotoni singoli bbażati fuq INGAAS / INPAPD. L-effiċjenza ta 'skoperta ta' fotoni waħda kienet 'il fuq minn 55% f'1550 nm, u nkisbet il-probabbiltà ta' wara l-polz ta '7%. Fuq din il-bażi, l-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija taċ-Ċina stabbilixxiet sistema LiDAR bl-użu ta 'fibra b'ħafna modi flimkien ma' ditekter tal-fotodetettur InGaaS APD b'mod ħieles. It-tagħmir sperimentali huwa muri fil-Figura (c) u (d), u l-iskoperta ta 'sħab b'ħafna saffi b'għoli ta '12 km hija realizzata b'riżoluzzjoni ta' ħin ta '1 s u riżoluzzjoni spazjali ta' 15 m.
Ħin ta 'wara: Mejju-07-2024