Fọtòni ẹyọkanInGaAs fotodetector
Pẹlu idagbasoke iyara ti LiDAR, awọnina erinimọ-ẹrọ ati imọ-ẹrọ orisirisi ti a lo fun imọ-ẹrọ titele ọkọ ayọkẹlẹ laifọwọyi tun ni awọn ibeere ti o ga julọ, ifamọ ati ipinnu akoko ti aṣawari ti a lo ninu imọ-ẹrọ wiwa ina kekere ti ibile ko le pade awọn iwulo gangan. Photon ẹyọkan jẹ ẹyọ agbara ti o kere julọ ti ina, ati aṣawari pẹlu agbara wiwa photon ẹyọkan jẹ ohun elo ikẹhin ti iṣawari ina kekere. Akawe pẹlu InGaAsAPD photodetector, Awọn aṣawari fọto-ọkan ti o da lori InGaAs APD photodetector ni iyara idahun ti o ga julọ, ifamọ ati ṣiṣe. Nitorinaa, ọpọlọpọ awọn iwadii lori IN-GAAS APD photodetector awọn aṣawari photon kan ni a ti ṣe ni ile ati ni okeere.
Awọn oniwadi lati Ile-ẹkọ giga ti Milan ni Ilu Italia kọkọ ṣe agbekalẹ awoṣe onisẹpo meji lati ṣe adaṣe ihuwasi igba diẹ ti photon kan ṣoṣoavalanche photodetectorni 1997, o si fun ni awọn abajade kikopa nọmba ti awọn abuda igba diẹ ti fọtodetector avalanche kan ṣoṣo. Lẹhinna ni ọdun 2006, awọn oniwadi lo MOCVD lati ṣeto jiometirika eto kanInGaAs APD photodetectoraṣawari photon ẹyọkan, eyiti o pọ si iṣiṣẹ wiwa fọto-ọkan si 10% nipa didin Layer alafihan ati imudara aaye ina ni wiwo oriṣiriṣi. Ni ọdun 2014, nipa ilọsiwaju ilọsiwaju awọn ipo itankale zinc ati jijẹ ọna inaro, aṣawari fọto-ọkan ni ṣiṣe wiwa ti o ga julọ, to 30%, ati pe o ṣaṣeyọri jitter akoko kan ti o to 87 ps. Ni ọdun 2016, SANZARO M et al. InGaAs APD photodetector ẹyọ-fọọmu aṣawari ẹyọkan pẹlu olutọpa isọpọ monolithic kan, ṣe apẹrẹ module kika iwọn fọto kan ti o da lori aṣawari, ati dabaa ọna ipaniyan arabara kan ti o dinku idiyele owusuwusu ni pataki, nitorinaa idinku post-pulse ati crosstalk opitika, ati idinku akoko jitter to 70 ps. Ni akoko kanna, awọn ẹgbẹ iwadii miiran ti tun ṣe iwadii lori InGaAs APDolutayooluwari fotonu kan. Fun apẹẹrẹ, Princeton Lightwave ti ṣe apẹrẹ InGaAs/InPAPD aṣawari photon ẹyọkan pẹlu eto eto ati fi sii si lilo iṣowo. Ile-iṣẹ Fisiksi Imọ-ẹrọ ti Shanghai ṣe idanwo iṣẹ-fọọnu ẹyọkan ti APD photodetector nipa lilo yiyọ awọn ohun idogo zinc ati ipo pulse ẹnu-ọna iwọntunwọnsi capacitive pẹlu kika dudu ti 3.6 × 10 ⁻⁴ / ns pulse ni igbohunsafẹfẹ pulse ti 1.5 MHz. Joseph P et al. ṣe apẹrẹ eto mesa InGaAs APD photodetector ẹyọkan fotonu pẹlu bandgap gbooro, ati lo InGaAsP gẹgẹbi ohun elo Layer gbigba lati gba kika dudu kekere laisi ni ipa lori ṣiṣe wiwa.
Ipo iṣẹ ti InGaAs APD photodetector ẹyọkan aṣawari fọto jẹ ipo iṣẹ ọfẹ, iyẹn ni, APD photodetector nilo lati pa Circuit agbeegbe lẹhin ti owusuwusu waye, ati bọsipọ lẹhin piparẹ fun akoko kan. Ni ibere lati din ni ikolu ti quenching idaduro akoko, o ti wa ni aijọju pin si meji orisi: Ọkan ni lati lo palolo tabi ti nṣiṣe lọwọ quenching Circuit lati se aseyori quenching, gẹgẹ bi awọn ti nṣiṣe lọwọ quenching Circuit lo nipasẹ awọn R Thew, ati be be lo Figure (a) , (b) jẹ aworan ti o rọrun ti iṣakoso itanna ati Circuit quenching ti nṣiṣe lọwọ ati asopọ rẹ pẹlu APD photodetector, eyiti o ti ni idagbasoke lati ṣiṣẹ ni gated tabi ipo ṣiṣiṣẹ ọfẹ, dinku pataki iṣoro lẹhin-pulse ti a ko mọ tẹlẹ. Pẹlupẹlu, ṣiṣe wiwa ni 1550 nm jẹ 10%, ati iṣeeṣe ti post-pulse dinku si kere ju 1%. Awọn keji ni lati mọ fast quenching ati gbigba nipa ṣiṣakoso awọn ipele ti irẹjẹ foliteji. Niwọn igba ti ko dale lori iṣakoso esi ti pulse avalanche, akoko idaduro ti quenching dinku ni pataki ati ṣiṣe wiwa ti aṣawari ti ni ilọsiwaju. Fun apẹẹrẹ, LC Comandar et al lo ipo gated. Aṣawari fọto ẹyọkan ti o da lori InGaAs/InPAPD ti pese sile. Iṣiṣẹ wiwa fọto ẹyọkan ti kọja 55% ni 1550 nm, ati pe iṣeeṣe lẹhin-pulse ti 7% ti waye. Lori ipilẹ yii, Ile-ẹkọ giga ti Imọ-ẹrọ ati Imọ-ẹrọ ti Ilu China ṣe agbekalẹ eto liDAR kan nipa lilo okun ipo-ọpọlọpọ nigbakanna pẹlu ipo-ọfẹ InGaAs APD oluwari fọtodetector ẹyọkan. Awọn ohun elo esiperimenta ti han ni Nọmba (c) ati (d), ati wiwa ti awọn awọsanma pupọ-Layer pẹlu giga ti 12 km ti wa ni imuse pẹlu ipinnu akoko ti 1 s ati ipinnu aaye ti 15 m.
Akoko ifiweranṣẹ: May-07-2024