Awọn opo ati bayi ipo tiavalanche photodetector (APD photodetector) Apa Keji
2.2 APD ërún be
Reasonable ërún be ni awọn ipilẹ lopolopo ti awọn ga išẹ awọn ẹrọ. Apẹrẹ igbekale ti APD ni pataki ka akoko igbagbogbo RC, gbigba iho ni heterojunction, akoko gbigbe gbigbe nipasẹ agbegbe idinku ati bẹbẹ lọ. Idagbasoke ti eto rẹ jẹ akopọ ni isalẹ:
(1) Ilana ipilẹ
Eto APD ti o rọrun julọ da lori PIN photodiode, agbegbe P ati agbegbe N jẹ doped pupọ, ati pe agbegbe N-type tabi P-type doubly-repellant ti ṣe agbekalẹ ni agbegbe P nitosi tabi agbegbe N lati ṣe ina awọn elekitironi keji ati iho orisii, ki bi lati mọ awọn ampilifaya ti awọn jc photocurrent. Fun InP jara awọn ohun elo, nitori awọn Iho ikolu ionization olùsọdipúpọ jẹ tobi ju elekitironi ikolu ionization olùsọdipúpọ, awọn ere ekun ti N-Iru doping ti wa ni maa gbe ni P ekun. Ni ipo ti o dara julọ, awọn iho nikan ni a fi sinu agbegbe ere, nitorinaa eto yii ni a pe ni ọna itasi iho.
(2) Gbigba ati ere jẹ iyatọ
Nitori awọn abuda aafo ẹgbẹ jakejado ti InP (InP jẹ 1.35eV ati InGaAs jẹ 0.75eV), InP nigbagbogbo lo bi ohun elo agbegbe ere ati InGaAs bi ohun elo agbegbe gbigba.
(3) Awọn ẹya gbigba, gradient ati ere (SAGM) ni a dabaa ni atele
Lọwọlọwọ, ọpọlọpọ awọn ẹrọ APD ti iṣowo lo awọn ohun elo InP / InGaAs, InGaAs bi Layer gbigba, InP labẹ aaye ina giga (> 5x105V / cm) laisi fifọ, le ṣee lo bi ohun elo agbegbe ere. Fun ohun elo yii, apẹrẹ ti APD yii ni pe ilana avalanche ti wa ni akoso ninu N-Iru InP nipasẹ ijamba ti awọn ihò. Ti o ba ṣe akiyesi iyatọ nla ni aafo ẹgbẹ laarin InP ati InGaAs, iyatọ ipele agbara ti o to 0.4eV ni ẹgbẹ valence jẹ ki awọn ihò ti o wa ninu InGaAs gbigba Layer dina ni eti heterojunction ṣaaju ki o to de ọdọ InP multiplier Layer ati iyara jẹ gidigidi. dinku, Abajade ni a gun esi akoko ati dín bandiwidi ti yi APD. A le yanju iṣoro yii nipa fifi InGaAsP iyipada Layer laarin awọn ohun elo meji naa.
(4) Gbigba, iwọn didun, idiyele ati ere (SAGCM) awọn ẹya ni a daba ni atele.
Lati le ṣatunṣe siwaju sii pinpin aaye ina mọnamọna ti ipele gbigba ati ipele ere, a ṣe agbekalẹ ipele idiyele sinu apẹrẹ ẹrọ, eyiti o mu iyara ẹrọ naa pọ si ati idahun.
(5) Resonator ti mu dara si (RCE) SAGCM be
Ninu apẹrẹ ti o dara julọ loke ti awọn aṣawari ibile, a gbọdọ dojukọ otitọ pe sisanra ti Layer gbigba jẹ ifosiwewe ilodi fun iyara ẹrọ ati ṣiṣe kuatomu. Awọn tinrin sisanra ti awọn absorbing Layer le din awọn ti ngbe irekọja si akoko, ki kan ti o tobi bandiwidi le ti wa ni gba. Sibẹsibẹ, ni akoko kanna, lati le gba iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ, Layer gbigba nilo lati ni sisanra ti o to. Ojutu si iṣoro yii le jẹ ọna ti iho resonant (RCE), iyẹn ni, Bragg Reflector (DBR) ti a pin kaakiri ti ṣe apẹrẹ ni isalẹ ati oke ẹrọ naa. Digi DBR ni awọn iru awọn ohun elo meji pẹlu itọka itọka kekere ati atọka itọka giga ni eto, ati pe awọn mejeeji dagba ni omiiran, ati sisanra ti Layer kọọkan pade igbi ina isẹlẹ naa 1/4 ninu semikondokito. Ilana resonator ti aṣawari le pade awọn ibeere iyara, sisanra ti Layer gbigba le jẹ tinrin pupọ, ati ṣiṣe kuatomu ti elekitironi pọ si lẹhin ọpọlọpọ awọn iweyinpada.
(6) Ẹ̀ka ìgbì tí ó so mọ́ etí (WG-APD)
Ojutu miiran lati yanju ilodi ti awọn ipa oriṣiriṣi ti sisanra Layer gbigba lori iyara ẹrọ ati ṣiṣe kuatomu ni lati ṣafihan igbekalẹ igbi-pipapọ eti. Ilana yii wọ inu ina lati ẹgbẹ, nitori pe Layer gbigba jẹ pipẹ pupọ, o rọrun lati gba iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ, ati ni akoko kanna, Layer gbigba le jẹ tinrin pupọ, dinku akoko gbigbe ti gbigbe. Nitorinaa, eto yii ṣe ipinnu igbẹkẹle oriṣiriṣi ti bandiwidi ati ṣiṣe lori sisanra ti Layer gbigba, ati pe a nireti lati ṣaṣeyọri oṣuwọn giga ati ṣiṣe kuatomu giga APD. Ilana WG-APD rọrun ju ti RCE APD lọ, eyiti o yọkuro ilana igbaradi idiju ti digi DBR. Nitorina, o ṣee ṣe diẹ sii ni aaye ti o wulo ati pe o dara fun asopọ opiti ọkọ ofurufu ti o wọpọ.
3. Ipari
Awọn idagbasoke ti owusuwusuwusuolutayoohun elo ati ẹrọ ti wa ni àyẹwò. Awọn oṣuwọn ionization ijamba ti itanna ati iho ti awọn ohun elo InP wa nitosi awọn ti InAlAs, eyiti o yori si ilana ilọpo meji ti awọn symbions ti ngbe, eyiti o jẹ ki akoko ile owusuwusu gun ati ariwo pọ si. Ti a ṣe afiwe si awọn ohun elo InAlAs mimọ, InGaAs (P) / InAlAs ati In (Al) GaAs/InAlAs awọn ẹya daradara ni ipin ti o pọ si ti awọn iyeida ionization ijamba, nitorinaa iṣẹ ariwo le yipada pupọ. Ni awọn ofin ti be, resonator ti mu dara si (RCE) SAGCM be ati eti-coupled waveguide be (WG-APD) ti wa ni idagbasoke ni ibere lati yanju awọn itakora ti o yatọ si ipa ti gbigba Layer sisanra lori ẹrọ iyara ati kuatomu ṣiṣe. Nitori idiju ti ilana naa, ohun elo kikun ti awọn ẹya meji wọnyi nilo lati ṣawari siwaju sii.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-14-2023