Kamakailang pagsulong sa mataas na sensitivity avalanche photodetectors

Kamakailang pagsulong saMataas na sensitivity avalanche photodetectors

Ang temperatura ng temperatura ng mataas na sensitivity 1550 nmAvalanche Photodiode Detector

Sa malapit na bandang Infrared (SWIR), ang mataas na sensitivity ng mataas na bilis ng avalanche diode ay malawakang ginagamit sa optoelectronic na komunikasyon at mga aplikasyon ng takip. Gayunpaman, ang kasalukuyang malapit-infrared avalanche photodiode (APD) na pinangungunahan ng indium gallium arsenic avalanche breakdown diode (Ingaas APD) ay palaging limitado sa pamamagitan ng random na pagbangga ng ionization ingay ng mga tradisyunal na multiplier na materyales, indium phosphide (INP) at indium aluminyo arsenic ( Inalas), na nagreresulta sa isang makabuluhang pagbawas sa pagiging sensitibo ng aparato. Sa paglipas ng mga taon, maraming mga mananaliksik ang aktibong naghahanap ng mga bagong materyales na semiconductor na katugma sa mga proseso ng INAAS at INP optoelectronic platform at may mga ultra-mababang epekto ionization na pagganap ng ingay na katulad ng mga bulk na silikon na materyales.

Ang makabagong 1550 nm avalanche photodiode detector ay tumutulong sa pagbuo ng mga sistema ng lidar

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik sa United Kingdom at Estados Unidos ay sa kauna-unahang pagkakataon na matagumpay na nakabuo ng isang bagong ultra-high sensitivity 1550 nm APD photodetector (Avalanche Photodetector), isang pambihirang tagumpay na nangangako na lubos na mapabuti ang pagganap ng mga sistema ng LIDAR at iba pang mga aplikasyon ng optoelectronic.

Nag -aalok ang mga bagong materyales ng mga pangunahing bentahe

Ang highlight ng pananaliksik na ito ay ang makabagong paggamit ng mga materyales. Pinili ng mga mananaliksik ang GAASSB bilang layer ng pagsipsip at algaassB bilang multiplier layer. Ang disenyo na ito ay naiiba mula sa tradisyonal na InaaS/INP at nagdadala ng mga makabuluhang pakinabang:

1.GAASSB pagsipsip ng layer: Ang GAASSB ay may katulad na koepisyent ng pagsipsip sa IngaaS, at ang paglipat mula sa layer ng pagsipsip ng GAASSB sa algaassB (multiplier layer) ay mas madali, binabawasan ang epekto ng bitag at pagpapabuti ng bilis at pagsipsip ng kahusayan ng aparato.

2.alGaassB multiplier layer: algaassB multiplier layer ay higit sa tradisyonal na INP at inalas multiplier layer sa pagganap. Ito ay pangunahing makikita sa mataas na pakinabang sa temperatura ng silid, mataas na bandwidth at ultra-mababang labis na ingay.

Na may mahusay na mga tagapagpahiwatig ng pagganap

Ang bagoAPD Photodetector(Avalanche Photodiode Detector) Nag -aalok din ng mga makabuluhang pagpapabuti sa mga sukatan ng pagganap:

1. Ultra-High Gain: Ang ultra-mataas na pakinabang ng 278 ay nakamit sa temperatura ng silid, at kamakailan lamang ay pinabuting ni Dr. Jin Xiao ang pag-optimize at proseso ng istraktura, at ang maximum na pakinabang ay nadagdagan sa M = 1212.

2. Napakababang ingay: Nagpapakita ng napakababang labis na ingay (f <3, makakuha ng M = 70; f <4, makakuha ng M = 100).

3. Mataas na kahusayan sa dami: Sa ilalim ng maximum na pakinabang, ang kahusayan ng dami ay kasing taas ng 5935.3%. Malakas na katatagan ng temperatura: Ang pagkasensitibo ng breakdown sa mababang temperatura ay tungkol sa 11.83 mV/k.

Fig 1 labis na ingay ng APDMga aparato ng PhotodetectorKumpara sa iba pang APD photodetector

Malawak na mga prospect ng application

Ang bagong APD na ito ay may mahahalagang implikasyon para sa mga sistema ng LIDAR at mga aplikasyon ng photon:

1. Pinahusay na Ratio ng signal-to-ingay: Ang mataas na pakinabang at mababang mga katangian ng ingay ay makabuluhang mapabuti ang ratio ng signal-to-ingay, na kritikal para sa mga aplikasyon sa mga photon-poor na kapaligiran, tulad ng pagsubaybay sa gas ng greenhouse.

2. Malakas na Pagkatugma: Ang bagong APD Photodetector (Avalanche Photodetector) ay idinisenyo upang maging katugma sa kasalukuyang mga platform ng indium phosphide (INP) na optoelectronics, na tinitiyak ang walang tahi na pagsasama sa umiiral na mga sistema ng komunikasyon sa komersyo.

3. Mataas na kahusayan sa pagpapatakbo: Maaari itong gumana nang mahusay sa temperatura ng silid nang walang kumplikadong mga mekanismo ng paglamig, pinasimple ang paglawak sa iba't ibang mga praktikal na aplikasyon.

Ang pag -unlad ng bagong 1550 nm sa SACM APD photodetector (Avalanche photodetector) ay kumakatawan sa isang pangunahing tagumpay sa larangan, tinutugunan ang mga pangunahing limitasyon na nauugnay sa labis na ingay at makakuha ng mga produktong bandwidth sa tradisyonal na APD photodetector (avalanche photodetector) na disenyo. Ang makabagong ito ay inaasahang mapalakas ang mga kakayahan ng mga sistema ng LIDAR, lalo na sa mga hindi natukoy na mga sistema ng LIDAR, pati na rin ang mga komunikasyon sa libreng puwang.