Lastatempaj progresoj enalt-sentemaj lavangaj fotodetektiloj
Ĉambra temperaturo alta sentiveco 1550 nmlavanga fotodioda detektilo
En la proksima infraruĝa (SWIR) bendo, alt-sentemaj altrapidaj lavangodiodoj estas vaste uzataj en optoelektronika komunikado kaj liDAR-aplikoj. Tamen, la nuna proksima infraruĝa lavangofotodiodo (APD), dominita de india galiuma arsenika lavangorompa diodo (InGaAs APD), ĉiam estis limigita de la hazarda kolizia joniga bruo de tradiciaj multiplikataj regionaj materialoj, india fosfido (InP) kaj india aluminia arseno (InAlAs), rezultante en signifa redukto de la sentemo de la aparato. Tra la jaroj, multaj esploristoj aktive serĉas novajn duonkonduktaĵajn materialojn, kiuj estas kongruaj kun InGaAs kaj InP optoelektronikaj platformaj procezoj kaj havas ultra-malaltan efikan jonigan bruan rendimenton similan al grocaj siliciaj materialoj.
La noviga detektilo de lavangaj fotodiodoj kun 1550 nm helpas la disvolviĝon de LiDAR-sistemoj
Teamo de esploristoj en Britio kaj Usono por la unua fojo sukcese evoluigis novan ultra-altan senteman 1550 nm APD-fotodetektilon (lavanga fotodetektilo), sukceso kiu promesas multe plibonigi la rendimenton de LiDAR-sistemoj kaj aliaj optoelektronikaj aplikoj.
Novaj materialoj ofertas ŝlosilajn avantaĝojn
La kulminaĵo de ĉi tiu esplorado estas la noviga uzo de materialoj. La esploristoj elektis GaAsSb kiel la sorban tavolon kaj AlGaAsSb kiel la multiplikan tavolon. Ĉi tiu dezajno diferencas de tradicia InGaAs/InP kaj alportas signifajn avantaĝojn:
1. GaAsSb-absorba tavolo: GaAsSb havas similan absorban koeficienton al InGaAs, kaj la transiro de GaAsSb-absorba tavolo al AlGaAsSb (multiplika tavolo) estas pli facila, reduktante la kaptilan efikon kaj plibonigante la rapidon kaj absorban efikecon de la aparato.
2. Multiplikata tavolo de AlGaAsSb: La multiplikata tavolo de AlGaAsSb estas pli bona ol la tradiciaj multiplikata tavoloj de InP kaj InAlAs laŭ rendimento. Ĝi ĉefe reflektiĝas en alta gajno je ĉambra temperaturo, alta bendlarĝo kaj ekstreme malalta troa bruo.
Kun bonegaj rendimentaj indikiloj
La novaAPD-fotodetektilo(lavanga fotodioda detektilo) ankaŭ ofertas signifajn plibonigojn en rendimentaj metrikoj:
1. Ultra-alta gajno: La ultra-alta gajno de 278 estis atingita je ĉambra temperaturo, kaj lastatempe D-ro Jin Xiao plibonigis la strukturoptimigon kaj procezon, kaj la maksimuma gajno estis pliigita al M=1212.
2. Tre malalta bruo: montras tre malaltan troan bruon (F < 3, gajno M = 70; F<4, gajno M=100).
3. Alta kvantuma efikeco: sub la maksimuma gajno, la kvantuma efikeco estas tiel alta kiel 5935.3%. Forta temperaturstabileco: paneosentemo je malalta temperaturo estas ĉirkaŭ 11.83 mV/K.
Figuro 1 Troa bruo de APDfotodetektilaj aparatojkompare kun aliaj APD-fotodetektiloj
Larĝaj aplikaĵaj perspektivoj
Ĉi tiu nova APD havas gravajn implicojn por liDAR-sistemoj kaj fotonaj aplikoj:
1. Plibonigita signalo-bruo-rilatumo: La alta gajno kaj malalta bruo-karakterizaĵoj signife plibonigas la signalo-bruo-rilatumon, kiu estas kritika por aplikoj en foton-malriĉaj medioj, kiel ekzemple monitorado de forcejaj gasoj.
2. Forta kongrueco: La nova APD-fotodetektilo (lavangofotodetektilo) estas desegnita por esti kongrua kun nunaj indiaj fosfidaj (InP) optoelektronikaj platformoj, certigante senjuntan integriĝon kun ekzistantaj komercaj komunikaj sistemoj.
3. Alta funkcia efikeco: Ĝi povas funkcii efike je ĉambra temperaturo sen kompleksaj malvarmigaj mekanismoj, simpligante deplojon en diversaj praktikaj aplikoj.
La disvolviĝo de ĉi tiu nova 1550 nm SACM APD-fotodetektilo (lavangofotodetektilo) reprezentas gravan sukceson en la kampo. Ĝi traktas ŝlosilajn limigojn asociitajn kun troa bruo kaj gajno-bendlarĝaj produktoj en tradiciaj APD-fotodetektilaj (lavangofotodetektiloj) dezajnoj. Ĉi tiu novigo estas atendata plibonigi la kapablojn de liDAR-sistemoj, precipe en senhomaj liDAR-sistemoj, same kiel liberspacaj komunikadoj.
Afiŝtempo: 13-a de januaro 2025