SPADunu-fotona lavangofotodetektilo
Kiam SPAD-fotodetektilaj sensiloj unue estis enkondukitaj, ili estis ĉefe uzataj en scenaroj de detekto en malalta lumo. Tamen, kun la evoluo de ilia rendimento kaj la evoluo de scenaj postuloj,SPAD-fotodetektiloSensiloj estas pli kaj pli aplikataj en konsumantaj scenaroj kiel aŭtomobilaj radaroj, robotoj kaj senpilotaj aerveturiloj. Pro ĝia alta sentiveco kaj malaltaj bruaj karakterizaĵoj, la SPAD-fotodetektila sensilo fariĝis ideala elekto por atingi altprecizan profundpercepton kaj malaltluman bildigon.
Male al tradiciaj CMOS-bildsensiloj (CIS) bazitaj sur PN-krucvojoj, la kerna strukturo de SPAD-fotodetektilo estas lavangodiodo funkcianta en Geiger-reĝimo. El la perspektivo de fizikaj mekanismoj, la komplekseco de SPAD-fotodetektilo estas signife pli alta ol tiu de PN-krucvojoj. Ĉi tio ĉefe speguliĝas en la fakto, ke sub alta inversa biaso, ĝi pli verŝajne kaŭzas problemojn kiel injekton de malbalancitaj portantoj, termikaj elektronaj efikoj kaj tunelaj kurentoj helpataj de difektaj statoj. Ĉi tiuj karakterizaĵoj igas ĝin alfronti severajn defiojn je la niveloj de dezajno, procezo kaj cirkvitarkitekturo.
Oftaj rendimentaj parametroj deSPAD-lavangofotodetektiloinkluzivas Pikselan Grandecon (Pixel Size), malhelan kalkulbruon (DCR), lumdetektan probablecon (PDE), morttempon (DeadTime), kaj Respondan tempon (Respondtempo). Ĉi tiuj parametroj rekte influas la rendimenton de la SPAD-lavanga fotodetektilo. Ekzemple, la malhela kalkulrapideco (DCR) estas ŝlosila parametro por difini detektilan bruon, kaj la SPAD devas konservi biason pli altan ol la kolapso por funkcii kiel unu-fotona detektilo. La probableco de lumdetekto (PDE) determinas la sentemon de SPAD.lavanga fotodetektilokaj estas influata de la intenseco kaj distribuo de la elektra kampo. Krome, la Morta Tempo estas la tempo bezonata por ke la SPAD revenu al sia komenca stato post ekigo, kio influas la maksimuman detektoftecon de fotonoj kaj dinamikan gamon.
En la rendimenta optimumigo de SPAD-aparatoj, la limrilato inter kernaj rendimentaj parametroj estas grava defio: ekzemple, piksela miniaturigo rekte kondukas al PDE-malfortigo, kaj la koncentriĝo de randaj elektraj kampoj kaŭzitaj de grandecminiaturigo ankaŭ kaŭzos akran pliiĝon en DCR. Redukti la mortan tempon induktos post-impulsan bruon kaj malbonigos la precizecon de tempa jitter. Nun, la pintnivela solvo atingis certan gradon de kunlabora optimumigo per metodoj kiel DTI/protekta buklo (subpremante krucparolilon kaj reduktante DCR), piksela optika optimumigo, enkonduko de novaj materialoj (SiGe-lavanga tavolo pliboniganta infraruĝan respondon), kaj tridimensiaj staplitaj aktivaj sensoifaj cirkvitoj.
Afiŝtempo: 23-a de Julio, 2025