Awọn ilọsiwaju tuntun niàwọn photodetectors tí ó ní ìmọ̀lára gíga
Ìmọ́lẹ̀ gíga ní iwọ̀n otutu yàrá 1550 nmẹrọ awari photodiode ti o wa ni yinyin
Nínú ìpele infrared (SWIR), àwọn diode avalanche iyara giga ti o ni imọlara giga ni a lo ni gbogbogbo ninu ibaraẹnisọrọ optoelectronic ati awọn ohun elo liDAR. Sibẹsibẹ, photodiode avalanche nitosi-infrared lọwọlọwọ (APD) ti o jẹ olori nipasẹ diode breakdown avalanche Indium gallium arsenic (InGaAs APD) ti nigbagbogbo ni opin nipasẹ ariwo ionization ijamba laileto ti awọn ohun elo agbegbe multiplier ibile, indium phosphide (InP) ati indium aluminum arsenic (InAlAs), eyiti o yorisi idinku pataki ninu ifamọ ẹrọ naa. Ni awọn ọdun pupọ, ọpọlọpọ awọn oluwadi n wa awọn ohun elo semiconductor tuntun ti o baamu pẹlu awọn ilana Syeed optoelectronic InGaAs ati pe wọn ni iṣẹ ariwo ionization ipa ti o kere pupọ ti o jọra si awọn ohun elo silicon pupọ.
Olùṣàwárí fọ́tòdíòdì 1550 nm tuntun ṣe iranlọwọ fun idagbasoke awọn eto LiDAR
Ẹgbẹ́ àwọn olùwádìí kan ní United Kingdom àti United States ti ṣe àṣeyọrí fún ìgbà àkọ́kọ́ láti ṣe àgbékalẹ̀ ẹ̀rọ tuntun tí ó ní ìfàmọ́ra gíga 1550 nm APD photodetector (ẹ̀rọ amúṣẹ́dá fọ́tò ìṣàn omi), aseyori kan ti o ṣe ileri lati mu iṣẹ ṣiṣe ti awọn eto LiDAR ati awọn ohun elo optoelectronic miiran dara si pupọ.
Awọn ohun elo tuntun nfunni ni awọn anfani pataki
Ohun pàtàkì nínú ìwádìí yìí ni lílo àwọn ohun èlò tuntun. Àwọn olùwádìí yan GaAsSb gẹ́gẹ́ bí ìpele ìfàmọ́ra àti AlGaAsSb gẹ́gẹ́ bí ìpele ìfàmọ́ra. Apẹẹrẹ yìí yàtọ̀ sí InGaAs/InP ìbílẹ̀ ó sì mú àwọn àǹfààní pàtàkì wá:
1.Layer absorption GaAsSb: GaAsSb ní irú ìfàmọ́ra ìfàmọ́ra kan náà pẹ̀lú InGaAs, àti pé ìyípadà láti Layer absorption GaAsSb sí AlGaAsSb (Layer multiplier) rọrùn, ó dín ipa ìfàmọ́ra kù, ó sì mú kí iyàrá àti agbára ìfàmọ́ra ẹ̀rọ náà sunwọ̀n síi.
2.Layer multiplier AlGaAsSb:Layer multiplier AlGaAsSb ga juLayer multiplier InP ati InAlAs ibile lọ ninu iṣẹ ṣiṣe. O han ni pataki ninu ere giga ni iwọn otutu yara, bandwidth giga ati ariwo apọju ti o kere pupọ.
Pẹlu awọn ifihan iṣẹ ti o tayọ
Tuntun naaOlùwádìí fọ́tò APD(avalanche photodiode detector) tun n pese awọn ilọsiwaju pataki ninu awọn wiwọn iṣẹ:
1. Èrè gíga jùlọ: Èrè gíga jùlọ ti 278 ni a ṣe ní iwọ̀n otutu yàrá, àti láìpẹ́ yìí Dókítà Jin Xiao mú kí ìṣètò àti ìlànà rẹ̀ sunwọ̀n síi, a sì mú èrè tó pọ̀ jùlọ pọ̀ sí i sí M=1212.
2. Ariwo kekere pupọ: o n fi ariwo ti o kere pupọ han (F < 3, gain M = 70; F<4, gain M = 100).
3. Ìṣiṣẹ́ kuatomu gíga: lábẹ́ èrè tó pọ̀ jùlọ, ìṣe kuatomu ga tó 5935.3%. Ìdúróṣinṣin otutu tó lágbára: ìṣesí ìfọ́lẹ̀ ní iwọ̀n otútù kékeré jẹ́ nǹkan bí 11.83 mV/K.
Àwòrán 1 Ariwo tó pọ̀ jù ti APDawọn ẹrọ oluwoye fọtoni akawe pẹlu awọn ẹrọ ayẹwo fọto APD miiran
Awọn ireti ohun elo jakejado
APD tuntun yii ni awọn ipa pataki fun awọn eto liDAR ati awọn ohun elo photon:
1. Ìpíndọ́gba àmì-sí-ariwo tó dára síi: Àǹfààní gíga àti àwọn ànímọ́ ariwo tó kéré mú kí ìpíndọ́gba àmì-sí-ariwo pọ̀ síi ní pàtàkì, èyí tó ṣe pàtàkì fún àwọn ohun tí a lè lò ní àwọn àyíká tí kò ní photon, bíi ìṣàyẹ̀wò gaasi eefin.
2. Ibamu to lagbara: A ṣe apẹrẹ ẹrọ ayẹwo fọto APD tuntun (avalanche photodetector) lati baamu pẹlu awọn iru ẹrọ optoelectronics indium phosphide (InP) lọwọlọwọ, ni idaniloju isopọmọ laisi wahala pẹlu awọn eto ibaraẹnisọrọ iṣowo ti o wa tẹlẹ.
3. Iṣẹ́ tó ga jùlọ: Ó lè ṣiṣẹ́ dáadáa ní iwọ̀n otutu yàrá láìsí àwọn ẹ̀rọ ìtútù tó díjú, èyí tó ń mú kí ìlò rẹ̀ rọrùn ní onírúurú ohun èlò tó wúlò.
Ìdàgbàsókè fọ́tònẹ́ẹ̀tì SACM APD tuntun yìí dúró fún ìdàgbàsókè pàtàkì kan ní pápá náà, Ó ń kojú àwọn ìdíwọ́ pàtàkì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ariwo púpọ̀ àti àwọn ọjà ìpele tí ó ga nínú àwọn àwòrán fọ́tònẹ́ẹ̀tì APD ìbílẹ̀ (fáfà fọ́tònẹ́ẹ̀tì). A retí pé ìṣẹ̀dá tuntun yìí yóò mú kí agbára àwọn ètò liDAR pọ̀ sí i, pàápàá jùlọ nínú àwọn ètò liDAR tí kò ní awakọ̀, àti ìbánisọ̀rọ̀ ààyè.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Jan-13-2025