Соңгы казанышларюгары сизгерлекле кар ишелү фотодетекторлары
Бүлмә температурасында югары сизгерлек 1550 нмкар ишелүе фотодиод детекторы
Якын инфракызыл (SWIR) диапазонында югары сизгерлекле югары тизлекле кар ишелү диодлары оптоэлектрон элемтәдә һәм liDAR кушымталарында киң кулланыла. Ләкин, хәзерге вакытта индий галлий мышьяк кар ишелү җимерелү диоды (InGaAs APD) өстенлек иткән якын инфракызыл кар ишелү фотодиоды (APD) һәрвакыт традицион мультипликатор өлкәсе материалларының, индий фосфидының (InP) һәм индий алюминий мышьякның (InAlAs) очраклы бәрелеш ионлашу шау-шулары белән чикләнгән, бу җайланманың сизгерлеген сизелерлек кимүгә китерә. Еллар дәвамында күп кенә тикшеренүчеләр InGaAs һәм InP оптоэлектрон платформа процесслары белән туры килә торган һәм кремний материалларына охшаш ультра түбән йогынтылы ионлашу шау-шуына ия булган яңа ярымүткәргеч материалларны актив эзлиләр.
Инновацион 1550 нм кар ишелмәсе фотодиод детекторы LiDAR системаларын эшләүгә ярдәм итә
Бөекбритания һәм АКШтагы тикшеренүчеләр төркеме беренче тапкыр яңа ультра югары сизгерлекле 1550 нм APD фотодетекторын уңышлы эшләде (кар ишелүе фотодетекторы), LiDAR системаларының һәм башка оптоэлектрон кушымталарның эшчәнлеген сизелерлек яхшыртырга вәгъдә бирә торган ачыш.
Яңа материаллар төп өстенлекләр бирә
Бу тикшеренүнең иң мөһим өлеше - материалларны инновацион куллану. Тикшеренүчеләр сеңдерү катламы буларак GaAsSb, ә мультипликатор катламы буларак AlGaAsSb сайладылар. Бу дизайн традицион InGaAs/InP'дан аерылып тора һәм зур өстенлекләр бирә:
1.GaAsSb сеңдерү катламы: GaAsSb сеңдерү коэффициенты InGaAs га охшаш, һәм GaAsSb сеңдерү катламыннан AlGaAsSb га (күбәйткеч катлам) күчү җиңелрәк, тозак эффектын киметә һәм җайланманың тизлеген һәм сеңдерү нәтиҗәлелеген яхшырта.
2.AlGaAsSb тапкырлаучы катлам: AlGaAsSb тапкырлаучы катламы гадәти InP һәм InAlAs тапкырлаучы катламнарыннан нәтиҗәлерәк. Ул, нигездә, бүлмә температурасында югары көчәнеш, югары полоса киңлеге һәм бик түбән артык шау-шу белән чагыла.
Бик яхшы эшчәнлек күрсәткечләре белән
ЯңаAPD фотодетекторы(кар ауган фотодиод детекторы) шулай ук эшчәнлек күрсәткечләрендә сизелерлек яхшырулар тәкъдим итә:
1. Бик югары көчәйтү: Бүлмә температурасында 278 гә тигез булган бик югары көчәйтүгә ирешелде, һәм күптән түгел доктор Цзинь Сяо структураны оптимальләштерүне һәм процессны яхшыртты, һәм максималь көчәйтү M=1212 гә кадәр арттырылды.
2. Бик түбән шау: артык шау бик түбән булуын күрсәтә (F < 3, көчәйтү M = 70; F <4, көчәйтү M=100).
3. Югары квант нәтиҗәлелеге: максималь көчәнеш астында квант нәтиҗәлелеге 5935,3% ка кадәр җитә. Температура тотрыклылыгы югары: түбән температурада җимерелүгә сизгерлек якынча 11,83 мВ/К.
1 нче рәсем. APD артык шау-шуларыфотодетектор җайланмаларыбашка APD фотодетекторлары белән чагыштырганда
Киң куллану перспективалары
Бу яңа APD liDAR системалары һәм фотон кушымталары өчен мөһим нәтиҗәләргә китерә:
1. Сигнал-шау нисбәтен яхшырту: Югары көчәйтү һәм түбән шау характеристикалары сигнал-шау нисбәтен сизелерлек яхшырта, бу фотоннар аз булган мохиттә, мәсәлән, парник газларын күзәтүдә куллану өчен бик мөһим.
2. Көчле туры килүчәнлек: Яңа APD фотодетекторы (аваланш фотодетекторы) хәзерге индий фосфиды (InP) оптоэлектроника платформалары белән туры килүчән булырлык итеп эшләнгән, бу гамәлдәге коммерция элемтә системалары белән өзлексез интеграцияне тәэмин итә.
3. Югары эксплуатация нәтиҗәлелеге: Ул бүлмә температурасында катлаулы суыту механизмнары булмаганда нәтиҗәле эшли ала, төрле гамәли кушымталарда куллануны гадиләштерә.
Бу яңа 1550 нм SACM APD фотодетекторының (кар ауган фотодетекторы) эшләнеше бу өлкәдә зур ачыш булып тора. Ул традицион APD фотодетекторы (кар ауган фотодетекторы) конструкцияләрендә артык шау-шу һәм көчәйтү полосасы продуктлары белән бәйле төп чикләүләрне бетерә. Бу инновация liDAR системаларының, бигрәк тә пилотсыз liDAR системаларында, шулай ук буш киңлек элемтәсенең мөмкинлекләрен арттырыр дип көтелә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 13 гыйнвары