Fotoi bakarra InGaAs fotodetektagailua

Fotoi bakarraInGaAs fotodetektagailua

LiDAR-en garapen azkarrarekin,argia hautemateaIbilgailuen jarraipen automatikoko irudien teknologiarako erabiltzen den teknologiak eta teknologiak ere baldintza handiagoak dituzte, argi gutxiko detektatzeko teknologia tradizionalean erabiltzen den detektagailuaren sentsibilitatea eta denboraren bereizmenak ezin ditu benetako beharrak bete. Fotoi bakarra argiaren energia-unitate txikiena da, eta fotoi bakarra detektatzeko gaitasuna duen detektagailua argi gutxiko detektatzeko azken tresna da. InGaAsekin alderatutaAPD fotodetektagailua, InGaAs APD fotodetektorean oinarritutako fotoi bakarreko detektagailuek erantzun-abiadura, sentikortasun eta eraginkortasun handiagoa dute. Hori dela eta, IN-GAAS APD fotodetektagailu fotoi bakarreko detektagailuei buruzko ikerketa batzuk egin dira etxean eta atzerrian.

Italiako Milango Unibertsitateko ikertzaileek bi dimentsioko eredu bat garatu zuten lehenengoz fotoi bakar baten portaera iragankorra simulatzeko.elur-jausi fotodetektagailua1997an, eta fotoi bakarreko elur-jausi fotodetektagailuaren ezaugarri iragankorren zenbakizko simulazio-emaitzak eman zituen. Gero, 2006an, ikertzaileek MOCVD erabili zuten geometriko planar bat prestatzekoInGaAs APD fotodetektagailuafotoi bakarreko detektagailuak, fotoi bakarreko detektatzeko 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-jittera lortzen du. 2016an, SANZARO M et al. InGaAs APD fotodetektagailu fotoi bakarreko detektagailua integratutako erresistentzia monolitiko batekin integratu zuen, detektagailuan oinarritutako fotoi bakarreko zenbaketa modulu trinko bat diseinatu zuen eta elur-jausi karga nabarmen murrizten zuen itzaltze-metodo hibrido bat proposatu zuen, eta horrela pultsu osteko eta diafonia optikoa murrizten zuen, eta denbora-jitter 70 ps-ra murriztea. Aldi berean, beste ikerketa talde batzuek InGaAs APDri buruzko ikerketak ere egin dituztefotodetektagailuafotoi bakarreko detektagailua. Esaterako, Princeton Lightwave-k InGaAs/InPAPD fotoi bakarreko detektagailua diseinatu du egitura lauarekin eta erabilera komertzialean jarri du. Shanghaiko Fisika Teknikoko Institutuak APD fotodetektagailuaren fotoi bakarreko errendimendua probatu zuen zink-gordailuak kentzea eta ate orekatua kapazitatezko pultsu modua erabiliz, 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pultsuaren zenbaketa ilunarekin, 1,5 MHz-ko pultsu-maiztasunarekin. Joseph P et al. Mesa egitura diseinatu zuen InGaAs APD fotodetektagailu fotoi bakarreko detektagailu banda zabalagoarekin, eta InGaAsP geruza xurgatzaile gisa erabili zuen zenbaketa ilun txikiagoa lortzeko, detekzio-eraginkortasuna eragin gabe.

InGaAs APD fotodetektagailu fotoi bakarreko detektagailuaren funtzionamendu modua funtzionamendu libreko modua da, hau da, APD fotodetektagailuak zirkuitu periferikoa itzali behar du elur-jausi bat gertatu ondoren, eta denbora tarte batez itzali ondoren berreskuratu. Tentearen atzerapen-denboraren eragina murrizteko, gutxi gorabehera bi motatan banatzen da: Bata itzaltze-zirkuitu pasiboa edo aktiboa erabiltzea da itzaltzea lortzeko, adibidez, R Thew-ek erabiltzen duen itzaltze-zirkuitu aktiboa, etab. (a) Irudia. , (b) kontrol elektronikoaren eta itzaltze aktiboaren zirkuituaren eta APD fotodetektagailuarekin duen konexioaren diagrama sinplifikatu bat da, ate edo aske moduan lan egiteko garatu dena, aurretik gauzatu gabeko pultsuaren ondorengo arazoa nabarmen murriztuz. Gainera, 1550 nm-ko detekzio-eraginkortasuna % 10ekoa da, eta pultsuaren ondorengo probabilitatea % 1 baino gutxiagora murrizten da. Bigarrena itzaltze eta berreskuratze azkarra gauzatzea da, polarizazio-tentsio-maila kontrolatuz. Elur-jausi pultsuaren feedback-kontrolaren menpe ez dagoenez, itzaltzeko atzerapen-denbora nabarmen murrizten da eta detektagailuaren detekzio-eraginkortasuna hobetzen da. Esate baterako, LC Comandarrek et al-ek ate-modua erabiltzen dute. InGaAs/InPAPDn oinarritutako fotoi bakarreko detektagailu itxi bat prestatu zen. Fotoi bakarreko detekzio-eraginkortasuna %55etik gorakoa zen 1550 nm-tan, eta pultsu osteko probabilitatea %7koa lortu zen. Oinarri horretan, Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateak liDAR sistema bat ezarri zuen modu anitzeko zuntza erabiliz, aldi berean modu askeko InGaAs APD fotodetektagailu fotoi bakarreko detektagailuarekin batera. Ekipo esperimentala (c) eta (d) irudian ageri da, eta 12 km-ko altuera duten geruza anitzeko hodeien detekzioa 1 s-ko denbora-bereizmenarekin eta 15 m-ko bereizmen espazialarekin gauzatzen da.