Жалгыз фотонInGaAs фотодетектору
LiDAR тез өнүгүшү менен,жарык аныктооАвтоматтык унаага көз салуу сүрөттөө технологиясы үчүн колдонулган технология жана диапазон технологиясы да жогорку талаптарга ээ, салттуу аз жарыкты аныктоо технологиясында колдонулган детектордун сезгичтиги жана убакыт резолюциясы чыныгы муктаждыктарга жооп бере албайт. Жалгыз фотон жарыктын эң кичинекей энергия бирдиги, ал эми жалгыз фотонду аныктоо жөндөмү бар детектор аз жарыкты аныктоонун акыркы куралы болуп саналат. InGaAs менен салыштыргандаAPD фотодетектору, InGaAs APD фотодетекторунун негизиндеги бир фотондуу детекторлор жооп берүү ылдамдыгына, сезгичтигине жана эффективдүүлүгүнө ээ. Ошондуктан, IN-GAAS APD фотодетекторунун бир фотон детекторлору боюнча бир катар изилдөөлөр өлкөдө жана чет өлкөлөрдө жүргүзүлдү.
Италиянын Милан университетинин изилдөөчүлөрү биринчи жолу бир фотондун убактылуу жүрүм-турумун имитациялоо үчүн эки өлчөмдүү моделди иштеп чыгышты.кар көчкү фотодетектору1997-жылы жана бир фотон көчкү фотодетекторунун убактылуу мүнөздөмөлөрүнүн сандык моделдөө жыйынтыктарын берген. Андан кийин 2006-жылы изилдөөчүлөр MOCVDди тегиздик геометрияны даярдоо үчүн колдонушканInGaAs APD фотодетекторубир фотондук детектор, ал чагылдыруучу катмарды азайтуу жана гетерогендик интерфейсте электр талаасын күчөтүү аркылуу бир фотонду аныктоонун натыйжалуулугун 10% га чейин жогорулатты. 2014-жылы цинктин диффузия шарттарын андан ары жакшыртуу жана вертикалдык түзүлүштү оптималдаштыруу жолу менен, бир фотондуу детектор 30% га чейин жогорку аныктоо эффективдүүлүгүнө ээ жана болжол менен 87 ps убакыт жытына жетет. 2016-жылы SANZARO M et al. InGaAs APD фотодетекторун монолиттүү интегралдык резистор менен бириктирди, детектордун негизинде компакттуу бир фотондуу эсептөө модулун иштеп чыкты жана көчкү зарядын олуттуу кыскарткан гибриддик өчүрүү ыкмасын сунуштады, ошону менен импульстен кийинки жана оптикалык кайчылашууну азайтты, жана убакыттын життерин 70 ps чейин кыскартуу. Ошол эле учурда, башка изилдөө топтору да InGaAs APD боюнча изилдөө жүргүзүштүфотодетекторжалгыз фотон детектору. Мисалы, Princeton Lightwave компаниясы InGaAs/InPAPD бир фотон детекторун планардык түзүлүшкө ээ кылып иштеп чыгып, аны коммерциялык колдонууга киргизди. Шанхай техникалык физика институту цинк кендерин алып салуу жана импульстун 1,5 МГц жыштыгында 3,6 × 10 ⁻⁴/нс импульстун караңгы саны менен сыйымдуулуктун тең салмактуу дарбазасынын импульс режимин колдонуу менен APD фотодетекторунун бир фотондуу иштешин сынады. Joseph P et al. меза структурасын InGaAs APD фотодетекторунун бир фотон детекторунун кең тилкеси менен иштеп чыккан жана аныктоонун эффективдүүлүгүнө таасир этпестен, азыраак караңгы санды алуу үчүн жутуу катмарынын материалы катары InGaAsP колдонгон.
InGaAs APD фотодетекторунун бир фотон детекторунун иштөө режими эркин иштөө режими болуп саналат, башкача айтканда, APD фотодетектору көчкү болгондон кийин перифериялык схеманы өчүрүп, бир нече убакытка чейин өчүрүлгөндөн кийин калыбына келиши керек. Өчүрүү кечигүү убактысынын таасирин азайтуу үчүн, ал болжол менен эки түргө бөлүнөт: Биринчиси, өчүрүүгө жетүү үчүн пассивдүү же активдүү өчүрүү схемасын колдонуу, мисалы, R Thew колдонгон активдүү өчүрүү схемасы ж.б. Сүрөт (a) , (б) электрондук башкаруунун жана активдүү өчүрүү схемасынын жөнөкөйлөштүрүлгөн схемасы жана анын APD фотодетектору менен байланышы, ал дарбазалуу же эркин иштөө режиминде иштөө үчүн иштелип чыккан, бул мурда ишке ашпай калган импульстан кийинки көйгөйдү кыйла азайтат. Мындан тышкары, 1550 нмде аныктоонун эффективдүүлүгү 10% түзөт, ал эми импульстун кийинки ыктымалдыгы 1% га чейин төмөндөйт. Экинчиси - чыңалуу деңгээлин контролдоо аркылуу тез өчүрүүнү жана калыбына келтирүүнү ишке ашыруу. Көчкү импульсунун кайтарым контролунан көз каранды болбогондуктан, өчүрүүнүн кечигүү убактысы бир топ кыскарат жана детектордун аныктоо эффективдүүлүгү жакшырат. Мисалы, LC Comandar жана башкалар дарбаза режимин колдонушат. InGaAs/InPAPD негизиндеги дарбазалуу бир фотондуу детектор даярдалды. Жалгыз фотондук аныктоонун эффективдүүлүгү 1550 нмде 55%дан ашты, ал эми импульстен кийинки ыктымалдуулук 7%га жетти. Мунун негизинде Кытайдын Илим жана технология университети эркин режимдеги InGaAs APD фотодетекторунун бир фотондуу детектору менен бир эле учурда көп режимдүү буланы колдонуу менен liDAR системасын түздү. Эксперименттик аппаратура (в) жана (г) сүрөттө көрсөтүлгөн жана бийиктиги 12 км болгон көп катмарлуу булуттарды аныктоо 1 с убакыттын жана 15 м мейкиндиктин чечүүчүлүгү менен ишке ашырылат.
Билдирүү убактысы: 2024-07-07