Ostatnie postępy wFotodetektory lawinowe o wysokiej czułości
Temperatura pokojowa Wysoka wrażliwość 1550 nmDetektor fotodiody lawinowej
W paśmie bliskiej podczerwieni (SWIR) diody lawinowe o dużej wrażliwości są szeroko stosowane w komunikacji optoelektronicznej i zastosowaniach LIDAR. Jednak obecna lawinowa fotodioda w bliskiej podczerwieni (APD) zdominowana przez diodę rozpadu lawinowego arsenu indium galu (Ingaas APD) była zawsze ograniczona przez losowy szum jonizacji tradycyjnych materiałów multiplikatorów, fosfor indium (INP) i indium aluminium arsenu ( Inalas), co powoduje znaczne zmniejszenie czułości urządzenia. Z biegiem lat wielu badaczy aktywnie szuka nowych materiałów półprzewodnikowych, które są kompatybilne z procesami platformy optoelektronicznej InGAAS i INP i ma ultra niską wydajność jonizacji jonizacji podobnie jak masowe materiały silikonowe.
Innowacyjny detektor fotodiody Avalanche 1550 nm pomaga w opracowaniu systemów Lidar
Zespół naukowców w Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych po raz pierwszy z powodzeniem rozwinął nowy ultra-wysoki wrażliwość 1550 NM APD Photodetector (Fotodetektor lawinowy), przełom, który obiecuje znacznie poprawić wydajność systemów lidarowych i innych aplikacji optoelektronicznych.
Nowe materiały oferują kluczowe zalety
Najważniejszym wydarzeniem tych badań jest innowacyjne wykorzystanie materiałów. Naukowcy wybrali Gaassa jako warstwę absorpcji i algaassb jako warstwę mnożnika. Ten projekt różni się od tradycyjnego Ingaas/INP i zapewnia znaczące zalety:
1. Warstwa absorpcji GaASSB: Gaassb ma podobny współczynnik absorpcji do Ingaas, a przejście z warstwy absorpcji GaassB do algaassb (warstwa mnożnika) jest łatwiejsza, zmniejszając efekt pułapki i poprawiając wydajność prędkości i absorpcji urządzenia.
2. Warstwa mnożnika AlgaassB: Warstwa mnożnika algaassB jest lepsza od tradycyjnej warstwy mnożnika INP i inalas w wydajności. Odzwierciedla to głównie w wysokim wzmocnieniu w temperaturze pokojowej, wysokiej szerokości pasma i bardzo niskiego nadmiaru szumu.
Z doskonałymi wskaźnikami wydajności
NowyAPD fotodetektor(Detektor Fotodiody Avalanche) oferuje również znaczną poprawę wskaźników wydajności:
1. Ultra-wysokie wzmocnienie: Ultra-wysoki wzrost 278 został osiągnięty w temperaturze pokojowej, a ostatnio dr Jin Xiao poprawiła optymalizację i proces struktury, a maksymalny wzrost zwiększył do M = 1212.
2. Bardzo niski szum: pokazuje bardzo niski nadmiar szumu (F <3, wzmocnienie M = 70; F <4, wzmocnienie M = 100).
3. Wysoka wydajność kwantowa: Przy maksymalnym wzmocnieniu wydajność kwantowa wynosi nawet 5935,3%. Silna stabilność temperatury: Czułość podziału w niskiej temperaturze wynosi około 11,83 mV/k.
Ryc. 1 Nadmierny szum APDUrządzenia fotodetektoraw porównaniu z innymi fotodetektorem APD
Szerokie perspektywy aplikacji
Ten nowy APD ma ważne implikacje dla systemów lidarowych i zastosowań fotonów:
1. Ulepszony stosunek sygnału do szumu: Wysoki wzrost i niski hałas znacznie poprawiają stosunek sygnału do szumu, który ma kluczowe znaczenie dla zastosowań w środowiskach ubogich w foton, takich jak monitorowanie gazów cieplarnianych.
2. Silna kompatybilność: Nowy fotodetektor APD (Avalanche Photodetector) został zaprojektowany tak, aby był kompatybilny z obecnymi platformami optoelektroniki fosforowym (INP), zapewniając bezproblemową integrację z istniejącymi komercyjnymi systemami komunikacji.
3. Wysoka wydajność operacyjna: może skutecznie działać w temperaturze pokojowej bez złożonych mechanizmów chłodzenia, upraszczając wdrażanie w różnych praktycznych zastosowaniach.
Opracowanie tego nowego fotodetektora SACM 1550 nm APD (Avalanche Photodetector) stanowi poważny przełom w terenie, dotyczy kluczowych ograniczeń związanych z nadmiernym hałasem i produktami przepustowości wzmocnienia w tradycyjnych fotodetektorze APD (fotodetektor lawinowy). Oczekuje się, że ta innowacja zwiększy możliwości systemów Lidar, szczególnie w bezzałogowych systemach Lidar, a także w komunikacji z wolnej przestrzeni.
Czas po: 13-2025