Жалгыз фотонInGaAs фотодетектору
LiDARдын тез өнүгүшү менен,жарыкты аныктооАвтоматтык түрдө унааларды көзөмөлдөө сүрөт тартуу технологиясында колдонулган технология жана аралыкты өлчөө технологиясы дагы жогорку талаптарга ээ, салттуу аз жарыкты аныктоо технологиясында колдонулган детектордун сезгичтиги жана убакыт чечилиши чыныгы муктаждыктарды канааттандыра албайт. Бир фотон жарыктын эң кичинекей энергия бирдиги болуп саналат, ал эми бир фотонду аныктоо мүмкүнчүлүгүнө ээ детектор аз жарыкты аныктоонун акыркы куралы болуп саналат. InGaAs менен салыштыргандаAPD фотодетектору, InGaAs APD фотодетекторуна негизделген бир фотондук детекторлор жогорку жооп берүү ылдамдыгына, сезгичтигине жана натыйжалуулугуна ээ. Ошондуктан, IN-GAAS APD фотодетекторунун бир фотондук детекторлору боюнча бир катар изилдөөлөр үйдө жана чет өлкөлөрдө жүргүзүлдү.
Италиядагы Милан университетинин изилдөөчүлөрү алгач бир фотондун өткөөл жүрүм-турумун симуляциялоо үчүн эки өлчөмдүү моделди иштеп чыгышкан.көчкү фотодетектору1997-жылы бир фотондук көчкү фотодетекторунун өткөөл мүнөздөмөлөрүнүн сандык симуляция жыйынтыктарын берген. Андан кийин, 2006-жылы изилдөөчүлөр MOCVDди колдонуп, тегиз геометриялык фигураны даярдашкан.InGaAs APD фотодетекторубир фотондук детектор, ал чагылдыруучу катмарды азайтуу жана гетерогендик интерфейстеги электр талаасын күчөтүү аркылуу бир фотондук аныктоо эффективдүүлүгүн 10% га чейин жогорулаткан. 2014-жылы цинктин диффузиялык шарттарын андан ары жакшыртуу жана вертикалдык түзүлүштү оптималдаштыруу аркылуу бир фотондук детектор жогорку аныктоо эффективдүүлүгүнө ээ, 30% га чейин жана болжол менен 87 пс убакыт термелүүсүнө жетишет. 2016-жылы SANZARO M жана башкалар InGaAs APD фотодетекторунун бир фотондук детекторун монолиттик интеграцияланган резистор менен интеграциялашкан, детекторго негизделген компакттуу бир фотондук эсептөө модулун иштеп чыгышкан жана көчкү зарядын бир кыйла азайткан, ошону менен импульстан кийинки жана оптикалык кайчылаш байланышты азайткан жана убакыт термелүүсүн 70 пс чейин азайткан гибриддик өчүрүү ыкмасын сунушташкан. Ошол эле учурда, башка изилдөө топтору да InGaAs APD боюнча изилдөө жүргүзүшкөн.фотодетекторбир фотондук детектор. Мисалы, Princeton Lightwave тегиздик түзүлүшкө ээ InGaAs/InPAPD бир фотондук детекторун иштеп чыгып, аны коммерциялык колдонууга киргизген. Шанхай техникалык физика институту 1,5 МГц импульстук жыштыкта 3,6 × 10⁻⁴/нс караңгы саны менен цинк чөкмөлөрүн алып салууну жана сыйымдуулукту тең салмактуу дарбаза импульс режимин колдонуп, APD фотодетекторунун бир фотондук иштешин текшерген. Джозеф П жана башкалар кененирээк тилкелүү InGaAs APD фотодетекторунун бир фотондук детекторун иштеп чыгышкан жана аныктоонун натыйжалуулугуна таасир этпестен караңгы санын алуу үчүн сиңирүүчү катмар материалы катары InGaAsP колдонгон.
InGaAs APD фотодетекторунун бир фотондук детекторунун иштөө режими эркин иштөө режими болуп саналат, башкача айтканда, APD фотодетектору көчкү түшкөндөн кийин перифериялык чынжырды өчүрүп, бир аз убакытка өчүргөндөн кийин калыбына келиши керек. Өчүрүүнүн кечигүү убактысынын таасирин азайтуу үчүн, ал болжол менен эки түргө бөлүнөт: Биринчиси, өчүрүүнү ишке ашыруу үчүн пассивдүү же активдүү өчүрүү чынжырын колдонуу, мисалы, R Thew ж.б. тарабынан колдонулган активдүү өчүрүү чынжыры. (а), (б) сүрөттөрү электрондук башкаруунун жана активдүү өчүрүү чынжырынын жана анын APD фотодетектору менен байланышынын жөнөкөйлөтүлгөн диаграммасы болуп саналат, ал дарбазалуу же эркин иштөө режиминде иштөө үчүн иштелип чыккан, мурда ишке ашпаган импульстан кийинки көйгөйдү бир топ азайтат. Андан тышкары, 1550 нмдеги аныктоо натыйжалуулугу 10% түзөт, ал эми импульстан кийинки ыктымалдуулук 1% дан азга чейин төмөндөйт. Экинчиси, кыйшайган чыңалуу деңгээлин башкаруу менен тез өчүрүүнү жана калыбына келтирүүнү ишке ашыруу. Ал көчкү импульсунун кайтарым байланышын башкарууга көз каранды болбогондуктан, өчүрүүнүн кечигүү убактысы бир топ азаят жана детектордун аныктоо натыйжалуулугу жакшырат. Мисалы, LC Comandar жана башкалар дарбазалуу режимди колдонушкан. InGaAs/InPAPD негизинде дарбазалуу бир фотондук детектор даярдалган. Бир фотондук аныктоонун натыйжалуулугу 1550 нмде 55% дан жогору болгон жана импульстан кийинки ыктымалдуулук 7% га жеткен. Ушул негизде, Кытайдын Илим жана технология университети көп режимдүү буланы бир эле учурда эркин режимдеги InGaAs APD фотодетекторунун бир фотондук детектору менен бириктирилген liDAR системасын түзгөн. Эксперименталдык жабдуулар (с) жана (г) сүрөттөрүндө көрсөтүлгөн, ал эми бийиктиги 12 км болгон көп катмарлуу булуттарды аныктоо 1 с убакыт чечилиши жана 15 м мейкиндик чечилиши менен ишке ашырылат.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 7-майы