Foton wieħedFotodetector InGaAs
Bl-iżvilupp mgħaġġel tal-LiDAR, il-sejbien tad-dawlteknoloġija u teknoloġija li jvarjaw użati għat-teknoloġija tal-immaġini tat-traċċar tal-vetturi awtomatiċi 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. Foton wieħed huwa l-iżgħar unità ta 'enerġija tad-dawl, u d-ditekter bil-kapaċità ta' skoperta ta 'foton wieħed huwa l-għodda finali ta' skoperta ta 'dawl baxx. Meta mqabbel ma 'InGaAsPhotodetector APD, ditekters ta 'foton wieħed ibbażati fuq photodetector InGaAs APD għandhom veloċità, sensittività u effiċjenza ogħla ta' rispons. Għalhekk, serje ta 'riċerki fuq IN-GAAS APD photodetector single photon detectors twettqu fid-dar u barra.
Riċerkaturi mill-Università ta’ Milan fl-Italja l-ewwel żviluppaw mudell bidimensjonali biex jissimulaw l-imġieba temporanja ta’ foton wieħedphotodetector tal-valangafl-1997, u ta riżultati ta' simulazzjoni numerika tal-karatteristiċi temporanji ta' photodetector ta' valanga ta' foton wieħed. Imbagħad fl-2006, ir-riċerkaturi użaw MOCVD biex jippreparaw ġeometrika planariInGaAs APD photodetectorditekter ta 'foton wieħed, li żied l-effiċjenza ta' skoperta ta 'foton wieħed għal 10% billi jnaqqas is-saff li jirrifletti u jsaħħaħ il-kamp elettriku fl-interface eteroġenju. Fl-2014, billi jkompli jtejjeb il-kundizzjonijiet tad-diffużjoni taż-żingu u jottimizza l-istruttura vertikali, id-ditekter b'foton wieħed għandu effiċjenza ogħla ta 'skoperta, sa 30%, u jikseb jitter ta' ħin ta 'madwar 87 ps. Fl-2016, SANZARO M et al. integrat l-inGaAs APD photodetector single-photon detector b'reżistenza integrata monolitika, iddisinjat modulu kompatt ta 'għadd ta' fotoni wieħed ibbażat fuq id-ditekter, u ppropona metodu ta 'quench ibridu li naqqas b'mod sinifikanti l-ħlas tal-valanga, u b'hekk inaqqas il-post-polz u crosstalk ottiku, u tnaqqis jitter timing għal 70 ps. Fl-istess ħin, gruppi ta 'riċerka oħra wettqu wkoll riċerka dwar InGaAs APDfotodetectorditekter tal-foton wieħed. Pereżempju, Princeton Lightwave iddisinja ditekter ta 'foton wieħed InGaAs/InPAPD bi struttura planari u poġġih f'użu kummerċjali. L-Istitut tal-Fiżika Teknika ta 'Shanghai ttestja l-prestazzjoni ta' foton wieħed tal-fotodetector APD bl-użu tat-tneħħija ta 'depożiti taż-żingu u l-modalità tal-polz ta' gate bilanċjat abilità b'għadd skur ta 'polz ta' 3.6 × 10 ⁻⁴ / ns bi frekwenza ta 'polz ta' 1.5 MHz. Joseph P et al. iddisinjat l-istruttura mesa InGaAs APD photodetector single photon detector b'bandgap usa ', u użat InGaAsP bħala l-materjal tas-saff li jassorbi biex jikseb għadd skur aktar baxx mingħajr ma jaffettwa l-effiċjenza tas-sejbien.
Il-mod ta 'tħaddim tad-ditekter tal-foton wieħed InGaAs APD photodetector huwa mod ta' tħaddim ħieles, jiġifieri, il-photodetector APD jeħtieġ li jkessaħ iċ-ċirkwit periferali wara li sseħħ valanga, u jirkupra wara t-tifi għal perjodu ta 'żmien. Sabiex jitnaqqas l-impatt tal-ħin tad-dewmien tat-tifi, huwa bejn wieħed u ieħor maqsum f'żewġ tipi: Wieħed huwa li tuża ċirkwit tat-tifi passiv jew attiv biex jinkiseb it-tifi, bħaċ-ċirkwit attiv tat-tifi użat mill-R Thew, eċċ Figura (a) , (b) hija dijagramma simplifikata tal-kontroll elettroniku u taċ-ċirkwit tat-tifi attiva u l-konnessjoni tiegħu ma 'fotodetector APD, li ġie żviluppat biex jaħdem f'mod ta' tħaddim b'bieb jew b'xejn, li tnaqqas b'mod sinifikanti l-problema ta 'wara l-polz li ma kinitx realizzata qabel. Barra minn hekk, l-effiċjenza ta 'skoperta f'1550 nm hija 10%, u l-probabbiltà ta' wara l-polz titnaqqas għal inqas minn 1%. It-tieni huwa li tirrealizza t-tifi u l-irkupru veloċi billi tikkontrolla l-livell tal-vultaġġ tal-preġudizzju. Peress li ma tiddependix fuq il-kontroll tal-feedback tal-polz tal-valanga, il-ħin tad-dewmien tat-tifi jitnaqqas b'mod sinifikanti u l-effiċjenza tas-sejbien tad-ditekter titjieb. Pereżempju, LC Comandar et al jużaw il-mod gated. Ġie ppreparat detector ta' foton wieħed gated ibbażat fuq InGaAs/InPAPD. L-effiċjenza ta 'skoperta ta' foton wieħed kienet aktar 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 li tuża fibra b'ħafna modi simultanjament flimkien ma 'ditekter ta' foton wieħed InGaAs APD b'mod ħieles. It-tagħmir sperimentali jidher 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 tal-post: Mejju-07-2024