Bendlarĝo kaj respondemo de fotodetektilo

Bendlarĝo kaj respondemo defotodetektilo
Kiam elektanteInGaAs-fotodetektilo, ĉiuj volas la samajn specifojn: bendolarĝon super 10 GHz kaj respondemon super 0.9 A/W. Post foliumado de la datenmanlibro, mi trovis, ke ĉi tiuj du nombroj neniam aperas sur la sama aparato. La respondemo de alta bendolarĝo estas nur 0.5 A/W aŭ eĉ malpli, kaj la bendolarĝo de alta respondemo estas nur kelkcent MHz. Ĉi tio ne estas teknika problemo kun la fabrikanto - bendolarĝo kaj respondemo estas esence kontraŭdiraj en fiziko, kaj oni ne povas havi ambaŭ flankojn.
Bendlarĝo kaj respondemo estas eneca fizika kontraŭdiro, radikita en la kritika parametro de la dikeco de la absorba tavolo. Pligrandigi la dikecon de la absorba tavolo povas plibonigi kvantum-efikecon (tiel plifortigante respondemon), sed ĝi plilongigos la transittempon de ŝargoportiloj (tiel reduktante bendlarĝon); inverse. Tial, en la dezajno de norma PIN-fotodetektilo, la du ne povas esti atingitaj samtempe kaj oni devas fari kompromison.
Industria sukceso-plano:
La artikolo prezentas tri altkvalitajn teknologiajn solvojn celantajn rompi ĉi tiun kontraŭdiron:
Ondgvidila detektilo (WGPD): Malkuplas la disvastiĝdirekton de lumo de la drivdirekto de ŝargoportiloj, kaj povas atingi altan bendolarĝon (>40 GHz) kaj altan respondemon (>0.9 A/W) samtempe, sed la procezo estas kompleksa kaj la kosto estas alta.
Unidirekta Carrier Transport-fotodetektilo (UTC-PD): Utiligante nur altrapidajn elektronojn por drivo, eliminante la transittempan limigon de malalt-rapidaj truoj, ĝi povas atingi ekstreme altan bendolarĝon (>100 GHz) kaj estas ofte uzata en altrapida komunikado kaj terahercaj kampoj.
Resonanca kavaĵo plifortigita fotodetektilo (RCE): Utiligante optikan resonancan kavaĵon por plifortigi lumsorbadon ene de maldika absorba tavolo, ĝi povas plibonigi kvantum-efikecon konservante altan bendolarĝon, sed la funkcianta bendolarĝo (spektra intervalo) estas tre mallarĝa.
Sugestoj por projekta elekto:
Klarigu la prioritaton de postuloj: Unue, determinu la minimuman bendolarĝan postulon por la fotodetektilo surbaze de la sistema signala bendolarĝo (kun marĝeno de 3-obla), kaj poste elektu la modelon kun la plej alta respondemo sub ĉi tiu kondiĉo.
Atentu indikilojn pri sistemnivelo: Dum taksado de fotodetektilo, oni atentu la bruekvivalentan potencon (NEP) kaj la sisteman sentivecon, ne nur la respondemon, ĉar alta respondemo povas esti akompanata de alta bruo.
KonsideruAPD-fotodetektiloen malalt-potencaj scenaroj: Kiam la envena lumpotenco estas tre malalta (kiel ekzemple <-30 dBm), la interna gajno de lavanga fotodiodo (APD-fotodetektilo) povas esti uzata por kompensi la mankon de respondemo, sed oni devas atenti ĝian troan bruon.
Elektado de WGPD kun altaj postuloj kaj alta buĝeto: Kiam la sistemo postulas kaj altan bendolarĝon (>20 GHz) kaj altan respondemon (>0.8 A/W), normaj PIN-detektiloj ne povas plenumi la postulojn, kaj ondgvidilaj detektiloj (WGPD) devus esti rekte konsiderataj.
Konkludo:
La kompromiso pri respondemo de bendolarĝo de normoPIN-fotodetektiloestas eneca fizika limigo. Por vere trarompi ĝin, necesas novigado en la strukturo de la aparato por fizike malligi la lum-absorban vojon de la transita vojo de la portanto. Altnivelaj solvoj havas bonegan rendimenton sed altajn kostojn, do en inĝeniera praktiko ankoraŭ necesas fari kompromison inter specifaj aplikaĵaj scenaroj, rendimentaj postuloj kaj buĝetoj.