Foton tunggalInGaAs photodetector
Kanthi perkembangan cepet saka LiDAR, ingdeteksi cahyateknologi lan teknologi kiro-kiro sing digunakake kanggo teknologi pencitraan pelacakan kendaraan otomatis uga nduweni syarat sing luwih dhuwur, sensitivitas lan resolusi wektu detektor sing digunakake ing teknologi deteksi cahya kurang tradisional ora bisa nyukupi kabutuhan nyata. Foton tunggal minangka unit energi cahya sing paling cilik, lan detektor kanthi kemampuan deteksi foton tunggal minangka alat pungkasan kanggo deteksi cahya kurang. Dibandhingake karo InGaAsAPD photodetector, detektor foton tunggal adhedhasar fotodetektor InGaAs APD nduweni kecepatan respon, sensitivitas lan efisiensi sing luwih dhuwur. Mulane, seri riset ing IN-GAAS APD photodetector detektor foton tunggal wis digawa metu ing ngarep lan luar negeri.
Peneliti saka Universitas Milan ing Italia pisanan ngembangake model rong dimensi kanggo nyimulasi prilaku transien foton tunggal.detektor foto longsoring 1997, lan menehi asil simulasi numerik saka ciri dilut saka photodetector longsor foton siji. Banjur ing taun 2006, peneliti nggunakake MOCVD kanggo nyiapake geometri planarInGaAs APD photodetectordetektor foton tunggal, sing nambah efisiensi deteksi foton tunggal dadi 10% kanthi nyuda lapisan reflektif lan nambah medan listrik ing antarmuka heterogen. Ing 2014, kanthi luwih ningkatake kondisi difusi seng lan ngoptimalake struktur vertikal, detektor foton tunggal nduweni efisiensi deteksi sing luwih dhuwur, nganti 30%, lan entuk jitter wektu kira-kira 87 ps. Ing 2016, SANZARO M et al. nggabungake detektor foton tunggal InGaAs APD kanthi resistor terintegrasi monolitik, ngrancang modul cacah foton tunggal sing kompak adhedhasar detektor, lan ngusulake metode quench hibrida sing nyuda muatan longsor kanthi signifikan, saéngga nyuda post-pulse lan crosstalk optik, lan nyuda wektu jitter kanggo 70 ps. Ing wektu sing padha, klompok riset liyane uga wis nindakake riset ing InGaAs APDdetektor fotodetektor foton tunggal. Contone, Princeton Lightwave wis ngrancang detektor foton tunggal InGaAs/InPAPD kanthi struktur planar lan digunakake kanggo komersial. Institut Fisika Teknis Shanghai nguji kinerja foton tunggal saka photodetector APD kanthi nggunakake celengan seng lan mode pulsa gerbang seimbang kapasitif kanthi jumlah peteng 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pulsa ing frekuensi pulsa 1,5 MHz. Joseph P et al. ngrancang struktur mesa InGaAs APD photodetector detektor foton tunggal kanthi celah pita sing luwih akeh, lan nggunakake InGaAsP minangka bahan lapisan nyerep kanggo entuk jumlah peteng sing luwih murah tanpa mengaruhi efisiensi deteksi.
Mode operasi detektor foton tunggal InGaAs APD photodetector yaiku mode operasi gratis, yaiku, photodetector APD kudu mateni sirkuit peripheral sawise longsor, lan pulih sawise quenching kanggo sawetara wektu. Supaya kanggo ngurangi impact wektu tundha quenching, iku kira-kira dipérang dadi rong jinis: Salah iku kanggo nggunakake pasif utawa aktif sirkuit quenching kanggo entuk quenching, kayata sirkuit quenching aktif digunakake dening R Thew, etc. Gambar (a) , (b) iku diagram simplified saka kontrol elektronik lan sirkuit quenching aktif lan sambungan karo APD photodetector, kang wis dikembangaké kanggo bisa ing mode mlaku gated utawa free, Ngartekno ngurangi masalah post-pulsa sadurunge unrealized. Kajaba iku, efisiensi deteksi ing 1550 nm yaiku 10%, lan kemungkinan post-pulse dikurangi dadi kurang saka 1%. Kapindho kanggo nyadari quenching cepet lan Recovery kanthi ngontrol tingkat voltase bias. Amarga ora gumantung ing kontrol umpan balik saka pulsa longsor, wektu tundha quenching wis suda sacara signifikan lan efisiensi deteksi detektor wis apik. Contone, LC Comandar et al nggunakake mode gated. Detektor foton tunggal kanthi gated adhedhasar InGaAs/InPAPD disiapake. Efisiensi deteksi foton siji luwih saka 55% ing 1550 nm, lan probabilitas post-pulse 7% wis diraih. Ing basis iki, Universitas Sains lan Teknologi China nggawe sistem liDAR nggunakake serat multi-mode bebarengan karo detektor foton tunggal InGaAs APD mode gratis. Peralatan eksperimen ditampilake ing Gambar (c) lan (d), lan deteksi awan multi-lapisan kanthi dhuwur 12 km diwujudake kanthi resolusi wektu 1 s lan resolusi spasial 15 m.
Wektu kirim: Mei-07-2024