Жогорку сезгичтиктеги көчкү фотодетекторлорундагы акыркы жетишкендиктер

Акыркы жетишкендиктержогорку сезгичтиктеги көчкү фотодетекторлору

Бөлмө температурасында жогорку сезгичтик 1550 нмкөчкү фотодиод детектору

Жакынкы инфракызыл (SWIR) тилкесинде жогорку сезгичтиктеги жогорку ылдамдыктагы көчкү диоддору оптоэлектрондук байланышта жана liDAR колдонмолорунда кеңири колдонулат. Бирок, индий галлий мышьяк көчкүсүнүн бузулуу диоду (InGaAs APD) үстөмдүк кылган учурдагы жакынкы инфракызыл көчкү фотодиоду (APD) ар дайым салттуу көбөйтүүчү аймактын материалдарынын, индий фосфидинин (InP) жана индий алюминий мышьякынын (InAlAs) кокустук кагылышуу иондоштуруу ызы-чуусу менен чектелип келген, бул түзмөктүн сезгичтигинин олуттуу төмөндөшүнө алып келген. Жылдар бою көптөгөн изилдөөчүлөр InGaAs жана InP оптоэлектрондук платформа процесстери менен шайкеш келген жана көлөмдүү кремний материалдарына окшош өтө төмөн таасирдүү иондоштуруу ызы-чуусуна ээ жаңы жарым өткөргүч материалдарды активдүү издеп жатышат.

Инновациялык 1550 нм кар көчкүсүнөн коргоочу фотодиод детектору LiDAR системаларын иштеп чыгууга жардам берет

Улуу Британиядагы жана АКШдагы изилдөөчүлөрдүн тобу биринчи жолу жаңы өтө жогорку сезгичтиктеги 1550 нм APD фотодетекторун ийгиликтүү иштеп чыгышты (көчкү фотодетектору), бул LiDAR системаларынын жана башка оптоэлектрондук тиркемелердин иштешин бир топ жакшыртууну убада кылган чоң жетишкендик.

Жаңы материалдар негизги артыкчылыктарды сунуштайт

Бул изилдөөнүн эң негизги өзгөчөлүгү материалдарды инновациялык түрдө колдонуу болуп саналат. Изилдөөчүлөр сиңирүү катмары катары GaAsSb, ал эми көбөйткүч катмар катары AlGaAsSb тандашты. Бул дизайн салттуу InGaAs/InPден айырмаланат жана олуттуу артыкчылыктарды алып келет:

1.GaAsSb сиңирүү катмары: GaAsSb InGaAs сыяктуу сиңирүү коэффициентине ээ жана GaAsSb сиңирүү катмарынан AlGaAsSbге (көбөйтүүчү катмар) өтүү оңой, бул тузактын таасирин азайтып, түзмөктүн ылдамдыгын жана сиңирүү эффективдүүлүгүн жогорулатат.

2.AlGaAsSb көбөйтүүчү катмары: AlGaAsSb көбөйтүүчү катмары салттуу InP жана InAlAs көбөйтүүчү катмарларына караганда иштөө жагынан жогору. Ал негизинен бөлмө температурасында жогорку күчөтүү, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгү жана өтө төмөн ашыкча ызы-чуу менен чагылдырылат.

Мыкты көрсөткүчтөр менен

ЖаңыAPD фотодетектору(кар көчкү фотодиод детектору) ошондой эле көрсөткүчтөрдүн олуттуу жакшырышын сунуштайт:

1. Өтө жогорку күчөтүү: Бөлмө температурасында 278ге барабар өтө жогорку күчөтүү жетишилди, жакында эле доктор Цзинь Сяо структураны оптималдаштырууну жана процессти жакшыртты, ал эми максималдуу күчөтүү M=1212ге чейин көбөйтүлдү.

2. Өтө төмөн ызы-чуу: өтө төмөн ашыкча ызы-чууну көрсөтөт (F < 3, күчөтүү M = 70; F<4, күчөтүү M=100).

3. Жогорку кванттык эффективдүүлүк: максималдуу күчтөнүү шартында кванттык эффективдүүлүк 5935,3% га чейин жетет. Температуранын туруктуулугу күчтүү: төмөнкү температурада бузулууга сезгичтик болжол менен 11,83 мВ/К түзөт.

1-сүрөт. APDнин ашыкча ызы-чуусуфотодетектор түзүлүштөрүбашка APD фотодетекторлору менен салыштырганда

Кеңири колдонуу мүмкүнчүлүктөрү

Бул жаңы APD liDAR системалары жана фотон колдонмолору үчүн маанилүү мааниге ээ:

1. Сигналдын ызы-чууга карата катышынын жакшырышы: Жогорку күчөтүү жана төмөнкү ызы-чуу мүнөздөмөлөрү сигналдын ызы-чууга карата катышын бир кыйла жакшыртат, бул парник газдарын мониторингдөө сыяктуу фотондор аз болгон чөйрөлөрдө колдонуу үчүн абдан маанилүү.

2. Күчтүү шайкештик: Жаңы APD фотодетектору (кар көчкү фотодетектору) учурдагы индий фосфидинин (InP) оптоэлектроника платформалары менен шайкеш келүү үчүн иштелип чыккан, бул учурдагы коммерциялык байланыш системалары менен үзгүлтүксүз интеграцияны камсыз кылат.

3. Жогорку иштөө натыйжалуулугу: Ал татаал муздатуу механизмдери жок бөлмө температурасында натыйжалуу иштей алат, бул ар кандай практикалык колдонмолордо жайылтууну жөнөкөйлөтөт.

Бул жаңы 1550 нм SACM APD фотодетекторунун (кар көчкү фотодетекторунун) иштелип чыгышы бул тармактагы чоң жетишкендикти билдирет, ал салттуу APD фотодетекторунун (кар көчкү фотодетекторунун) конструкцияларындагы ашыкча ызы-чуу жана күчөтүү өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен байланышкан негизги чектөөлөрдү чечет. Бул инновация liDAR системаларынын, айрыкча пилотсуз liDAR системаларынын мүмкүнчүлүктөрүн, ошондой эле бош мейкиндиктеги байланышты жогорулатат деп күтүлүүдө.