Fọ́tónì kan ṣoṣoOlùwádìí fọ́tò InGaAs
Pẹlu idagbasoke iyara ti LiDAR,wiwa imọlẹìmọ̀ ẹ̀rọ àti ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ń ṣiṣẹ́ lórí ìrìnnà tí a lò fún ìmọ̀ ẹ̀rọ àwòrán ọkọ̀ aládàáṣe náà ní àwọn ohun tó ga jù, ìmọ̀lára àti ìpinnu àkókò ti ohun tí a lò nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ kékeré àṣà kò lè bá àwọn ohun tó yẹ mu. Fọ́tọ́nì kan ṣoṣo ni agbára tó kéré jùlọ nínú ìmọ́lẹ̀, ohun tí a ń lò pẹ̀lú agbára ìwádìí fọ́tọ́nì kan ṣoṣo sì ni ohun èlò ìkẹyìn fún wíwá ìmọ́lẹ̀ tó kéré jù. Ní ìfiwéra pẹ̀lú InGaAs, a máa ń fi wéra pẹ̀lú InGaAs.Olùwádìí fọ́tò APD, àwọn ohun èlò ìwádìí oní-fotonu kan ṣoṣo tí a gbé ka orí InGaAs APD photodetector ní iyàrá ìdáhùn gíga, ìfàmọ́ra àti ìṣiṣẹ́. Nítorí náà, a ti ṣe àwọn ìwádìí lórí àwọn ohun èlò ìwádìí oní-fotonu kan ṣoṣo IN-GAAS APD photodetector nílé àti lókè òkun.
Àwọn olùwádìí láti Yunifásítì Milan ní Ítálì kọ́kọ́ ṣe àgbékalẹ̀ àwòrán onípele méjì láti ṣe àfarawé ìwà ìgbà díẹ̀ ti fọ́tònì kan ṣoṣoẹ̀rọ amúṣẹ́dá fọ́tò ìṣàn ominí ọdún 1997, ó sì fúnni ní àwọn àbájáde ìṣàpẹẹrẹ nọ́mbà ti àwọn ànímọ́ ìgbà díẹ̀ ti photodetector photon avalanche kan ṣoṣo. Lẹ́yìn náà ní ọdún 2006, àwọn olùwádìí lo MOCVD láti ṣe àwòrán onípele kan.Olùwádìí fọ́tò InGaAs APDOlùṣàyẹ̀wò fọ́tòn kan ṣoṣo, èyí tí ó mú kí ìwádìí fọ́tòn kan ṣoṣo pọ̀ sí 10% nípa dín ìwọ̀n ìṣàfihàn kù àti mímú kí pápá iná mànàmáná pọ̀ sí i ní ojú ọ̀nà tó yàtọ̀ síra. Ní ọdún 2014, nípa mímú kí àwọn ipò ìtànkálẹ̀ zinc pọ̀ sí i àti mímú kí ìṣètò inaro ṣe dáadáa, olùṣàyẹ̀wò fọ́tòn kan ṣoṣo ní ìṣiṣẹ́ ìwádìí tó ga jù, tó 30%, ó sì ṣe àṣeyọrí ìṣiṣẹ́ àkókò tó tó 87 ps. Ní ọdún 2016, SANZARO M àti àwọn ẹlòmíràn so InGaAs APD photodetector single-photon detector pọ̀ mọ́ monolithic integrated resistor, wọ́n ṣe àgbékalẹ̀ module kika fọ́tòn kan ṣoṣo tó dá lórí olùṣàyẹ̀wò, wọ́n sì dámọ̀ràn ọ̀nà ìparẹ́ hybrid quench tó dín agbára ìṣàn omi kù ní pàtàkì, nípa bẹ́ẹ̀ ó dín ìlù lẹ́yìn-pulse àti optical crosstalk kù, ó sì dín ìṣiṣẹ́ àkókò kù sí 70 ps. Ní àkókò kan náà, àwọn ẹgbẹ́ ìwádìí mìíràn ti ṣe ìwádìí lórí InGaAs APDolùwádìí fọ́tòOlùwádìí Fọ́tòn kan ṣoṣo. Fún àpẹẹrẹ, Princeton Lightwave ti ṣe àwòrán InGaAs/InPAPD olùwádìí fọ́tòn kan ṣoṣo pẹ̀lú ètò planar ó sì fi sí lílo fún ìṣòwò. Shanghai Institute of Technical Physics dán iṣẹ́ fọ́tòn kan ṣoṣo ti olùwádìí fọ́tòn APD wò nípa lílo yíyọ àwọn ohun tí a fi sinkii pamọ́ kúrò àti ipò ìlù ẹnu ọ̀nà tí ó ní ìwọ̀n capacitive pẹ̀lú iye dúdú ti 3.6 × 10 ⁻⁴/ns pulse ní ìpele ìlù 1.5 MHz. Joseph P àti àwọn ẹlòmíràn ṣe àwòrán mesa InGaAs olùwádìí fọ́tòn kan ṣoṣo pẹ̀lú bandgap gbígbòòrò, wọ́n sì lo InGaAsP gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tí ó ń fa ìfàmọ́ra láti gba iye dúdú tí ó kéré síi láìní ipa lórí bí a ṣe ń rí i.
Ipò ìṣiṣẹ́ ti InGaAs APD photodetector single photon detector jẹ́ ọ̀nà ìṣiṣẹ́ ọ̀fẹ́, ìyẹn ni pé, photodetector APD nílò láti pa àyíká ìpele lẹ́yìn tí ìjì líle bá ṣẹlẹ̀, kí ó sì padà bọ̀ sípò lẹ́yìn tí ó bá ti pa fún ìgbà díẹ̀. Láti dín ipa àkókò ìdádúró pípa, a pín in sí oríṣi méjì: Ọ̀kan ni láti lo passive tabi active quenching circuit láti ṣàṣeyọrí pípa, bíi active quenching circuit tí R Thew ń lò, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Àwòrán (a), (b) jẹ́ àwòrán tí ó rọrùn ti ìṣàkóso ẹ̀rọ itanna àti active quenching circuit àti ìsopọ̀ rẹ̀ pẹ̀lú photodetector APD, èyí tí a ti ṣe láti ṣiṣẹ́ ní gate tàbí free running mode, èyí tí ó dín ìṣòro post-pulse tí a kò tíì rí tẹ́lẹ̀ kù gidigidi. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìṣiṣẹ́ ìwádìí ní 1550 nm jẹ́ 10%, àti ìṣeeṣe post-pulse dínkù sí kere sí 1%. Èkejì ni láti ṣàṣeyọrí pípa kíákíá àti ìgbàpadà nípa ṣíṣàkóso ipele ti bias voltage. Níwọ́n ìgbà tí kò sinmi lórí ìdarí ìdáhùn ti ìṣàn omi avalanche pulse, àkókò ìdádúró ti pípa iná náà dínkù gidigidi àti pé a ti mú kí ìṣàwárí náà sunwọ̀n síi. Fún àpẹẹrẹ, LC Comandar àti àwọn ẹlòmíràn lo ọ̀nà gated mode. A ṣe àgbékalẹ̀ ẹ̀rọ amóhùnmáwòrán onípele kan tí a fi gated ṣe tí ó dá lórí InGaAs/InPAPD. A ṣe àgbékalẹ̀ ìṣàwárí onípele kan ju 55% lọ ní 1550 nm, a sì ṣe àṣeyọrí ìṣeéṣe lẹ́yìn ìṣàwárí ti 7%. Lórí ìpìlẹ̀ yìí, Yunifásítì ti Ìmọ̀-ẹ̀rọ àti Ìmọ̀-ẹ̀rọ ti Ṣáínà ṣe ètò liDAR kan nípa lílo okùn onípele púpọ̀ ní àkókò kan náà pẹ̀lú ẹ̀rọ amóhùnmáwòrán onípele kan ṣoṣo InGaAs APD. A fi àwọn ohun èlò ìdánwò náà hàn nínú Àwòrán (c) àti (d), a sì ṣe àwárí àwọn àwọsánmà onípele púpọ̀ pẹ̀lú gíga 12 km pẹ̀lú ìpinnu àkókò ti 1s àti ìpinnu ààyè ti 15 m.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: May-07-2024