Kemajuan anyar ing fotodetektor longsor sensitivitas dhuwur

Kemajuan anyar ingfotodetektor longsor sensitivitas dhuwur

Sensitivitas dhuwur suhu ruangan 1550 nmdetektor fotodioda longsor

Ing pita inframerah cedhak (SWIR), dioda longsor kecepatan tinggi sensitivitas dhuwur digunakake sacara wiyar ing komunikasi optoelektronik lan aplikasi liDAR. Nanging, fotodioda longsor inframerah cedhak (APD) saiki sing didominasi dening dioda breakdown longsor arsenik Indium gallium (InGaAs APD) tansah diwatesi dening gangguan ionisasi tabrakan acak saka bahan wilayah pengganda tradisional, indium fosfida (InP) lan indium aluminium arsenik (InAlAs), sing nyebabake penurunan sensitivitas piranti sing signifikan. Sajrone pirang-pirang taun, akeh peneliti sing aktif nggoleki bahan semikonduktor anyar sing kompatibel karo proses platform optoelektronik InGaAs lan InP lan duwe kinerja gangguan ionisasi dampak ultra-rendah sing padha karo bahan silikon massal.

Detektor fotodioda longsor 1550 nm sing inovatif mbantu pangembangan sistem LiDAR

Tim peneliti ing Inggris lan Amerika Serikat kanggo pisanan kasil ngembangake fotodetektor APD 1550 nm sensitivitas ultra-dhuwur anyar (fotodetektor longsor), sawijining terobosan sing janji bakal ningkatake kinerja sistem LiDAR lan aplikasi optoelektronik liyane kanthi signifikan.

Bahan-bahan anyar menehi kaluwihan utama

Puncak saka riset iki yaiku panggunaan bahan sing inovatif. Para peneliti milih GaAsSb minangka lapisan panyerepan lan AlGaAsSb minangka lapisan pengganda. Desain iki beda karo InGaAs/InP tradisional lan nduweni kaluwihan sing signifikan:

1. Lapisan panyerepan GaAsSb: GaAsSb nduweni koefisien panyerepan sing padha karo InGaAs, lan transisi saka lapisan panyerepan GaAsSb menyang AlGaAsSb (lapisan pengganda) luwih gampang, nyuda efek jebakan lan ningkatake kecepatan lan efisiensi panyerepan piranti.

2. Lapisan pangganda AlGaAsSb: Lapisan pangganda AlGaAsSb luwih unggul tinimbang lapisan pangganda InP lan InAlAs tradisional ing babagan kinerja. Iki utamane katon ing gain dhuwur ing suhu ruangan, bandwidth dhuwur lan gangguan ekstra sing sithik banget.

Kanthi indikator kinerja sing apik banget

Sing anyarFotodetektor APD(detektor fotodioda longsor) uga nawakake peningkatan sing signifikan ing metrik kinerja:

1. Gain ultra-dhuwur: Gain ultra-dhuwur 278 digayuh ing suhu ruangan, lan bubar iki Dr. Jin Xiao ningkatake optimasi struktur lan proses, lan gain maksimal ditambah dadi M=1212.

2. Swara kurang banget: nuduhake swara keluwihan sing kurang banget (F < 3, gain M = 70; F<4, gain M=100).

3. Efisiensi kuantum sing dhuwur: ing sangisore gain maksimal, efisiensi kuantum nganti 5935,3%. Stabilitas suhu sing kuwat: sensitivitas kerusakan ing suhu endhek kira-kira 11,83 mV/K.

Gambar 1. Kebisingan APD sing berlebihanpiranti fotodetektordibandhingake karo fotodetektor APD liyane

Prospek aplikasi sing amba

APD anyar iki nduweni implikasi penting kanggo sistem liDAR lan aplikasi foton:

1. Rasio signal-to-noise sing luwih apik: Karakteristik gain sing dhuwur lan gangguan sing endhek ningkatake rasio signal-to-noise kanthi signifikan, sing penting banget kanggo aplikasi ing lingkungan sing kurang foton, kayata pemantauan gas omah kaca.

2. Kompatibilitas sing kuwat: Fotodetektor APD (fotodetektor avalanche) anyar iki dirancang supaya kompatibel karo platform optoelektronik indium phosphide (InP) saiki, kanggo njamin integrasi sing lancar karo sistem komunikasi komersial sing wis ana.

3. Efisiensi operasional sing dhuwur: Bisa beroperasi kanthi efisien ing suhu ruangan tanpa mekanisme pendinginan sing rumit, nggampangake panggunaan ing macem-macem aplikasi praktis.

Pangembangan fotodetektor APD SACM 1550 nm (fotodetektor avalanche) anyar iki minangka terobosan gedhe ing lapangan iki, Ngatasi watesan utama sing ana gandhengane karo produk gangguan lan bandwidth gain sing berlebihan ing desain fotodetektor APD tradisional (fotodetektor avalanche). Inovasi iki diarepake bakal ningkatake kemampuan sistem liDAR, utamane ing sistem liDAR tanpa awak, uga komunikasi ruang bebas.