Ununura FotonoPhotodetektilo de Ingaas
Kun la rapida disvolviĝo de lidar, laLuma detektoTeknologio kaj ampleksa teknologio uzata por aŭtomata veturila spuranta bildiga teknologio ankaŭ havas pli altajn postulojn, la sentiveco kaj tempo -rezolucio de la detektilo uzata en la tradicia malalta lumo -detekto -teknologio ne povas plenumi la efektivajn 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 detekto de malalta lumo. Kompare kun IngaojAPD -fotodetektilo, unu-fotonaj detektiloj bazitaj sur InGaAs APD-fotodetektilo havas pli altan respondan rapidecon, sentivecon kaj efikecon. Sekve, serio de esploroj pri en-GAAS-APD-fotodetektila unuopa fotono-detektiloj estis efektivigitaj hejme kaj eksterlande.
Esploristoj de la Universitato de Milano en Italio unue disvolvis du-dimensian modelon por simuli la transiran konduton de ununura fotonoAvalanche Photodetectoren 1997, kaj donis nombrajn simuladajn rezultojn de la transiraj trajtoj de ununura fotodetektilo de fotonoj. Tiam en 2006, la esploristoj uzis MOCVD por prepari ebenan geometrionIngaaS APD PhotodetectorUnunura fotona detektilo, kiu pliigis la unu-foton-detektan efikecon al 10% reduktante la reflektan tavolon kaj plibonigante la elektran kampon ĉe la heterogena interfaco. En 2014, plue plibonigante la zinkajn disvastigajn kondiĉojn kaj optimumigante la vertikalan strukturon, la unu-fotona detektilo havas pli altan detektan efikecon, ĝis 30%, kaj atingas tempigan ĵeton de ĉirkaŭ 87 Ps. En 2016, Sanzaro M et al. Integris la unu-foton-detektilon InGaAs APD-fotodetektilon kun monolitika integra rezistilo, desegnis kompaktan unu-foton-nombran modulon bazitan sur la detektilo, kaj proponis hibridan metodon, kiu signife reduktis lavan ŝarĝon, tiel reduktante post-pulson kaj optikan crosstalk, kaj reduktante timadon al 70 Ps. Samtempe, aliaj esplorgrupoj ankaŭ faris esplorojn pri Ingaas APDFotodetektiloununura fotono -detektilo. Ekzemple, Princeton Lightwave desegnis InGaAs/INPAPD -ununuran foton -detektilon kun ebena strukturo kaj metis ĝin en komercan uzon. La Ŝanhaja Instituto pri Teknika Fiziko testis la unu-fotonan rendimenton de APD-fotodetektilo uzante la forigon de zinkaj tavoloj kaj la kapacitan ekvilibran pordegan pulsan reĝimon kun malhela kalkulo de 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pulso ĉe pulsa frekvenco de 1,5 MHz. Joseph P et al. Desegnita la MESA -strukturo InGaaS APD -fotodetektilo ununura fotono -detektilo kun pli larĝa bandgap, kaj uzis inGaAsp kiel la sorba tavolo -materialo por akiri pli malaltan malhelan kalkulon sen tuŝi la detektan efikecon.
La operacia reĝimo de la IngaAs APD -fotodetektila ununura fotono -detektilo estas senpaga operacia reĝimo, tio estas, ke la APD -fotodetektilo bezonas kvietigi la ekstercentran cirkviton post kiam lavango okazas, kaj resaniĝi post estingiĝo dum tempodaŭro. Por malpliigi la efikon de estingiga malfrua tempo, ĝi estas proksimume dividita en du tipojn: unu estas uzi pasivan aŭ aktivan estingiĝan cirkviton por atingi estingiĝon, kiel la aktiva estingiĝanta cirkvito uzata de la r thew, ktp. reduktante la antaŭe nerealigitan post-pulsan problemon. Plie, la detekta efikeco je 1550 nm estas 10%, kaj la probablo de post-pulso reduktiĝas al malpli ol 1%. La dua estas realigi rapidan estingiĝon kaj resaniĝon per kontrolado de la nivelo de biasa tensio. Ĉar ĝi ne dependas de la retrosciiga kontrolo de lavanga pulso, la malfrua tempo de estingiĝo estas signife reduktita kaj la detekta efikeco de la detektilo estas plibonigita. Ekzemple, LC Comandar et al uzas la Gated -reĝimon. Oni preparis unu-foton-detektilon bazitan sur InGaAs/INPAPD. La unu-fotona detekto-efikeco estis pli ol 55% ĉe 1550 nm, kaj la post-pulsa probablo de 7% estis atingita. Sur ĉi tiu bazo, la Universitato de Scienco kaj Teknologio de Ĉinio establis LiDAR-sistemon uzante mult-reĝiman fibron samtempe kunligita kun senpaga reĝimo InGaAs APD-fotodetektila unu-fotona detektilo. La eksperimenta ekipaĵo estas montrita en Figuro (C) kaj (D), kaj la detekto de mult-tavolaj nuboj kun alteco de 12 km realiĝas kun tempa rezolucio de 1 s kaj spaca rezolucio de 15 m.
Afiŝotempo: majo-07-2024