Ununura fotonoInGaAs fotodetektilo
Kun la rapida evoluo de LiDAR, lamalpeza detektoteknologio kaj varianta teknologio uzata por aŭtomata veturilo spurado bilda teknologio ankaŭ havas pli altajn postulojn, la sentiveco kaj tempo rezolucio de la detektilo uzata en la tradicia malalta lumo detekto teknologio ne povas renkonti la realajn bezonojn. Ununura fotono estas la plej malgranda energia unuo de lumo, kaj la detektilo kun la kapablo de ununura fotona detekto estas la fina ilo de malluma detekto. Kompare kun InGaAsAPD-fotodetektilo, unu-fotonaj detektiloj bazitaj sur InGaAs APD-fotodetektilo havas pli altan respondrapidecon, sentemon kaj efikecon. Tial, serio de esploroj pri fotodetektiloj IN-GAAS APD unuopaj fotondetektiloj estis faritaj hejme kaj eksterlande.
Esploristoj de la Universitato de Milano en Italio unue evoluigis dudimensian modelon por simuli la paseman konduton de ununura fotono.lavango fotodetektiloen 1997, kaj donis nombrajn simuladrezultojn de la pasemaj karakterizaĵoj de ununura fotona lavanga fotodetektilo. Tiam en 2006, la esploristoj uzis MOCVD por prepari planan geometrionInGaAs APD fotodetektiloununura fotona detektilo, kiu pliigis la unu-foton-detekto-efikecon al 10% reduktante la reflektan tavolon kaj plibonigante la elektran kampon ĉe la heterogena interfaco. En 2014, plu plibonigante la zinkajn disvastigkondiĉojn kaj optimumigante la vertikalan strukturon, la unufotona detektilo havas pli altan detektan efikecon, ĝis 30%, kaj atingas tempan tremoton de ĉirkaŭ 87 ps. En 2016, SANZARO M et al. integris la InGaAs APD-fotodetektilon unu-foton-detektilon kun monolita integra rezistilo, dizajnis kompaktan unu-fotonan nombran modulon bazitan sur la detektilo, kaj proponis hibridan estingan metodon kiu signife reduktis lavangoŝargon, tiel reduktante post-pulsan kaj optikan krucparoladon, kaj reduktante tempan streĉiĝon al 70 ps. Samtempe, aliaj esplorgrupoj ankaŭ faris esploradon pri InGaAs APDfotodetektiloununura fotona detektilo. Ekzemple, Princeton Lightwave dizajnis InGaAs/InPAPD ununuran foton-detektilon kun ebena strukturo kaj metis ĝin en komercan uzon. La Ŝanhaja Instituto de Teknika Fiziko testis la unu-fotonan agadon de APD-fotodetektilo uzante la forigon de zinkodeponaĵoj kaj la kapacita ekvilibra pordega pulsreĝimo kun malhela kalkulo de 3.6 × 10 ⁻⁴/ns pulso ĉe pulsfrekvenco de 1.5 MHz. Joseph P et al. dizajnis la mesastrukturon InGaAs APD fotodetektilon ununura fotondetektilo kun pli larĝa bandgap, kaj uzis InGaAsP kiel la absorban tavolmaterialon por akiri pli malaltan malhelan kalkulon sen tuŝi la detektefikecon.
La operacia reĝimo de la InGaAs APD-fotodetektilo ununura foton-detektilo estas senpaga operacia reĝimo, tio estas, la APD-fotodetektilo bezonas estingi la ekstercentran cirkviton post kiam lavango okazas, kaj resaniĝi post estingo por tempodaŭro. Por redukti la efikon de estinga prokrasto, ĝi estas proksimume dividita en du tipojn: Unu estas uzi pasivan aŭ aktivan estingan cirkviton por atingi estingon, kiel la aktivan estingan cirkviton uzatan de la R Thew, ktp. Figuro (a) , (b) estas simpligita diagramo de la elektronika kontrolo kaj aktiva estinga cirkvito kaj ĝia ligo kun APD-fotodetektilo, kiu estis evoluigita por labori en enirkontrolita aŭ libera kuranta reĝimo, signife reduktante la antaŭe nerealigitan post-pulsan problemon. Plie, la detekta efikeco ĉe 1550 nm estas 10%, kaj la probableco de post-pulso estas reduktita al malpli ol 1%. La dua estas realigi rapidan estingon kaj reakiron kontrolante la nivelon de biasa tensio. Ĉar ĝi ne dependas de la reago-kontrolo de lavanga pulso, la prokrasta tempo de estingado estas signife reduktita kaj la detekta efikeco de la detektilo estas plibonigita. Ekzemple, LC Comandar et al uzas la enirkontrolitan reĝimon. Enirkontrolita unu-fotona detektilo bazita sur InGaAs/InPAPD estis preparita. La unu-fotona detekto-efikeco estis pli ol 55% ĉe 1550 nm, kaj la post-pulsa probableco de 7% estis atingita. Sur ĉi tiu bazo, la Universitato de Scienco kaj Teknologio de Ĉinio establis liDAR-sistemon uzantan multi-reĝiman fibron samtempe kunligitan kun liber-reĝima InGaAs APD fotodetektilo unu-fotona detektilo. La eksperimenta ekipaĵo estas montrita en Figuro (c) kaj (d), kaj la detekto de plurtavolaj nuboj kun alteco de 12 km estas realigita kun temporezolucio de 1 s kaj spaca rezolucio de 15 m.
Afiŝtempo: majo-07-2024