Fotoi bakarraInGaAs fotodetektagailua
LiDARren garapen azkarrarekin,argiaren detekzioaIbilgailuen jarraipen automatikoaren irudi-teknologiarako erabiltzen den teknologiak eta distantzia-teknologiak ere eskakizun handiagoak dituzte, argi gutxiko detekzio-teknologia tradizionalean erabiltzen den detektagailuaren sentikortasunak eta denbora-bereizmenak ezin dituzte benetako beharrak ase. Fotoi bakarra argiaren energia-unitate txikiena da, eta fotoi bakarra detektatzeko gaitasuna duen detektagailua argi gutxiko detekziorako azken tresna da. InGaAs-ekin alderatutaAPD fotodetektagailuaInGaAs APD fotodetektagailuan oinarritutako fotoi bakarreko detektagailuek erantzun-abiadura, sentikortasun eta eraginkortasun handiagoa dute. Hori dela eta, IN-GAAS APD fotodetektagailuan oinarritutako fotoi bakarreko detektagailuei buruzko ikerketa sorta bat egin da etxean eta atzerrian.
Milango Unibertsitateko (Italia) ikertzaileek bi dimentsioko eredu bat garatu zuten lehen aldiz fotoi bakar baten portaera iragankorra simulatzeko.elur-jausien fotodetektagailua1997an, eta fotoi bakarreko elur-jausi fotodetektagailu baten ezaugarri iragankorren simulazio numerikoen emaitzak eman zituen. Ondoren, 2006an, ikertzaileek MOCVD erabili zuten plano geometriko bat prestatzeko.InGaAs APD fotodetektagailuafotoi bakarreko detektagailua, eta horrek fotoi bakarreko detekzio-eraginkortasuna % 10era igo zuen geruza islatzailea murriztuz eta interfaze heterogeneoan eremu elektrikoa hobetuz. 2014an, zinkaren difusio-baldintzak gehiago hobetuz eta egitura bertikala optimizatuz, fotoi bakarreko detektagailuak detekzio-eraginkortasun handiagoa du, % 30eraino, eta 87 ps inguruko denbora-dardara lortzen du. 2016an, SANZARO M et al.-ek InGaAs APD fotodetektagailuko fotoi bakarreko detektagailua erresistentzia integratu monolitiko batekin integratu zuten, detektagailuan oinarritutako fotoi bakarreko zenbaketa-modulu trinkoa diseinatu zuten eta elur-jausien karga nabarmen murrizten zuen metodo hibrido bat proposatu zuten, pultsu osteko eta diafonia optikoa murriztuz eta denbora-dardara 70 ps-ra murriztuz. Aldi berean, beste ikerketa-talde batzuek ere InGaAs APD-ri buruzko ikerketa egin dute.fotodetektagailufotoi bakarreko detektagailua. Adibidez, Princeton Lightwave-k InGaAs/InPAPD fotoi bakarreko detektagailua diseinatu du egitura planarrarekin eta erabilera komertzialean jarri du. Shanghaiko Fisika Teknikoko Institutuak APD fotoi bakarreko errendimendua probatu zuen zink gordailuak kentzea eta atearen pultsu orekatu kapazitiboaren modua erabiliz, 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pultsuko iluntasun-kontagailuarekin, 1,5 MHz-ko pultsu-maiztasunean. Joseph P et al.-ek InGaAs APD fotoi bakarreko detektagailua diseinatu zuten mesa egiturarekin, banda-tarte zabalagoa duena, eta InGaAsP erabili zuten xurgatze-geruza gisa iluntasun-kontagailu txikiagoa lortzeko, detekzio-eraginkortasunari eragin gabe.
InGaAs APD fotodetektagailu bakarreko fotoi detektagailuaren funtzionamendu modua funtzionamendu libreko modua da, hau da, APD fotodetektagailuak zirkuitu periferikoa itzali behar du elur-jausi bat gertatu ondoren, eta itzali ondoren denbora batez berreskuratu. Itzaltze-atzerapen denboraren eragina murrizteko, bi motatan banatzen da gutxi gorabehera: Bata, itzaltze pasiboa edo aktiboa erabiltzea da, hala nola R Thew-ek erabiltzen duen itzaltze aktiboko zirkuitua. (a) eta (b) irudiak kontrol elektronikoaren eta itzaltze aktiboaren zirkuituaren diagrama sinplifikatua eta APD fotodetektagailuarekin duen konexioa dira, ate edo funtzionamendu libreko moduan lan egiteko garatua, lehen konturatu gabeko pultsu osteko arazoa nabarmen murriztuz. Gainera, 1550 nm-tan detekzio-eraginkortasuna % 10ekoa da, eta pultsu osteko probabilitatea % 1etik behera murrizten da. Bigarrena, itzaltze eta berreskuratze azkarra lortzea da, polarizazio-tentsioaren maila kontrolatuz. Elur-jausi pultsuaren feedback kontrolaren menpe ez dagoenez, itzaltzearen atzerapen-denbora nabarmen murrizten da eta detektagailuaren detekzio-eraginkortasuna hobetzen da. Adibidez, LC Comandarrek eta beste batzuek ate bidezko modua erabiltzen dute. InGaAs/InPAPD-n oinarritutako fotoi bakarreko detektagailu atedun bat prestatu zen. Fotoi bakarreko detekzio-eraginkortasuna % 55etik gorakoa izan zen 1550 nm-tan, eta pultsu osteko probabilitatea % 7koa lortu zen. Oinarri honetan oinarrituta, Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateak liDAR sistema bat ezarri zuen, zuntz multimodala erabiliz, aldi berean InGaAs APD fotodetektagailu modu libreko fotoi bakarreko detektagailu batekin akoplatuta. Ekipamendu esperimentala (c) eta (d) irudietan ageri da, eta 12 km-ko altuerako geruza anitzeko hodeien detekzioa 1 segundoko denbora-bereizmenarekin eta 15 m-ko espazio-bereizmenarekin lortu da.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 7a