Foton tunggalFotodetektor InGaAs
Kanthi perkembangan LiDAR sing cepet,deteksi cahyaTeknologi lan teknologi ranging sing digunakake kanggo teknologi pencitraan pelacakan kendaraan otomatis uga duwe syarat sing luwih dhuwur, sensitivitas lan resolusi wektu detektor sing digunakake ing teknologi deteksi cahya kurang tradisional ora bisa nyukupi kabutuhan sing nyata. Foton tunggal minangka unit energi cahya paling cilik, lan detektor kanthi kemampuan deteksi foton tunggal minangka alat pungkasan kanggo deteksi cahya kurang. Dibandhingake karo InGaAsFotodetektor APD, detektor foton tunggal adhedhasar fotodetektor InGaAs APD nduweni kecepatan respon, sensitivitas, lan efisiensi sing luwih dhuwur. Mulane, serangkaian riset babagan detektor foton tunggal fotodetektor IN-GAAS APD wis ditindakake ing njero lan ing luar negeri.
Para peneliti saka Universitas Milan ing Italia pisanan ngembangake model rong dimensi kanggo simulasi prilaku transien saka foton tunggal.fotodetektor longsoring taun 1997, lan menehi asil simulasi numerik saka karakteristik transien saka fotodetektor longsoran foton tunggal. Banjur ing taun 2006, para peneliti nggunakake MOCVD kanggo nyiapake geometris planarFotodetektor APD InGaAsDetektor foton tunggal, sing nambah efisiensi deteksi foton tunggal dadi 10% kanthi nyuda lapisan reflektif lan nambah medan listrik ing antarmuka heterogen. Ing taun 2014, kanthi luwih ningkatake kahanan difusi seng lan ngoptimalake struktur vertikal, detektor foton tunggal duwe efisiensi deteksi sing luwih dhuwur, nganti 30%, lan entuk jitter wektu udakara 87 ps. Ing taun 2016, SANZARO M et al. nggabungake detektor foton tunggal fotodetektor InGaAs APD karo resistor terintegrasi monolitik, ngrancang modul penghitungan foton tunggal kompak adhedhasar detektor, lan ngusulake metode quench hibrida sing nyuda muatan longsoran kanthi signifikan, saengga nyuda post-pulsa lan crosstalk optik, lan nyuda jitter wektu dadi 70 ps. Ing wektu sing padha, klompok riset liyane uga wis nindakake riset babagan InGaAs APD.fotodetektordetektor 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 fotodetektor APD nggunakake penghapusan endapan 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 detektor foton tunggal InGaAs APD kanthi celah pita sing luwih amba, lan nggunakake InGaAsP minangka bahan lapisan penyerap kanggo entuk jumlah peteng sing luwih murah tanpa mengaruhi efisiensi deteksi.
Mode operasi detektor foton tunggal fotodetektor InGaAs APD yaiku mode operasi bebas, yaiku, fotodetektor APD kudu mateni sirkuit periferal sawise longsoran salju kedadeyan, lan pulih sawise mateni sajrone wektu tartamtu. Kanggo nyuda dampak wektu tundha mateni, kira-kira dipérang dadi rong jinis: Siji yaiku nggunakake sirkuit mateni pasif utawa aktif kanggo entuk mateni, kayata sirkuit mateni aktif sing digunakake dening R Thew, lsp. Gambar (a), (b) minangka diagram sing disederhanakake saka kontrol elektronik lan sirkuit mateni aktif lan sambungane karo fotodetektor APD, sing wis dikembangake kanggo bisa digunakake ing mode gated utawa free running, kanthi signifikan nyuda masalah pasca-pulsa sing sadurunge durung direalisasi. Kajaba iku, efisiensi deteksi ing 1550 nm yaiku 10%, lan kemungkinan pasca-pulsa dikurangi dadi kurang saka 1%. Kapindho yaiku kanggo nggayuh mateni lan pulih kanthi cepet kanthi ngontrol tingkat voltase bias. Amarga ora gumantung marang kontrol umpan balik pulsa longsor, wektu tundha quenching suda sacara signifikan lan efisiensi deteksi detektor saya apik. Contone, LC Comandar et al nggunakake mode gated. Detektor foton tunggal gated adhedhasar InGaAs/InPAPD disiapake. Efisiensi deteksi foton tunggal luwih saka 55% ing 1550 nm, lan probabilitas pasca-pulsa 7% digayuh. Adhedhasar iki, Universitas Sains lan Teknologi China nggawe sistem liDAR nggunakake serat multi-mode bebarengan digandhengake karo detektor foton tunggal fotodetektor InGaAs APD mode bebas. Peralatan eksperimen dituduhake ing Gambar (c) lan (d), lan deteksi awan multi-lapisan kanthi dhuwur 12 km diwujudake kanthi resolusi wektu 1 detik lan resolusi spasial 15 m.
Wektu kiriman: 07-Mei-2024