Ühe footon ingaas fotodetektor

Ühe footonIngaas fotodetektor

Lidari kiire arengugavalgusadendusSõidukite automaatsete jälgimise tehnoloogia jaoks kasutatavate tehnoloogia- ja ulatumistehnoloogial on ka kõrgemad nõuded, traditsioonilises hämaras tuvastamise tehnoloogias kasutatava detektori tundlikkus ja aja eraldusvõime ei suuda tegelikke vajadusi vastata. Üksik footon on väikseim valguse energiaühik ja ühe footoni tuvastamise võimega detektor on vähese valguse tuvastamise viimane tööriist. Võrreldes InGAA -degaAPD fotodetektor, ühe footoni detektoritel, mis põhinevad InGAAS APD fotodetektoril, on suurem reageerimiskiirus, tundlikkus ja tõhusus. Seetõttu on kodu- ja välismaal läbi viidud rea GAAS-i APD fotodetektori üksikute footonidetektorite uurimist.

Itaalia Milano ülikooli teadlased töötasid kõigepealt välja kahemõõtmelise mudeli, et simuleerida ühe footoni mööduvat käitumistlaviini fotodetektor1997. aastal ja andis ühe footoni laviini fotodetektori mööduvate omaduste numbrilisi simulatsiooni tulemusi. Seejärel kasutasid teadlased 2006. aastal MOCVD -d tasapinnalise geomeetrilise valmistamiseksIngaas APD fotodetektorÜksik footontektor, mis suurendas ühefotoni tuvastamise efektiivsust 10% -ni, vähendades peegeldavat kihti ja suurendades heterogeense liidese elektrivälja. 2014. aastal, parandades veelgi tsingi difusioonitingimusi ja optimeerides vertikaalset struktuuri, on ühe footoni detektori tuvastamise efektiivsus suurem kuni 30%ja see saavutab ajastusjõudu umbes 87 ps. 2016. aastal Sanzaro M jt. Integreeritud InGAAS APD fotodetektor ühefotoonide detektor koos monoliitse integreeritud takistiga, kavandas detektoril põhineva kompaktse ühefotoni loendusmooduli ja pakkus välja hübriidsummutusmeetodi, mis vähendas märkimisväärselt laviinilaengut, vähendades sellega impulsijärgset ja optilist Crosstalk ning vähendades ajavahemikku 70 ps. Samal ajal on ka teised uurimisrühmad läbi viinud uuringud InGAAS APD kohtafotodetektorÜksik footontektor. Näiteks on Princeton Lightwave kavandanud InGAAS/InPAPD ühe footonidetektori tasapinnalise struktuuriga ja pannud selle äriliseks kasutamiseks. Shanghai tehnilise füüsikainstituut testis APD fotodetektori ühefootoni jõudlust, kasutades tsingimaardlate eemaldamist ja mahtuvusliku tasakaalustatud värava režiimi, mille tumeda arv on 3,6 × 10 ⁻⁴/ns impulss impulsi sagedusel 1,5 MHz. Joseph P jt. Kujundas mesa struktuuri ingaas APD fotodetektor ühe footoni detektor laiema ribalauaga ja kasutas neelava kihi materjalina InGAASP, et saada madalam tume arv, ilma et see mõjutaks tuvastamise efektiivsust.

InGAAS APD fotodetektori ühe footoni detektori töörežiim on vaba töörežiim, see tähendab, et APD fotodetektor peab pärast laviini toimumist perifeerse vooluahela kustutama ja pärast teatud aja jooksul kustutamist taastuma. Kustutamise viivituse aja vähendamiseks jaguneb see laias laastus kahte tüüpi: üks on kasutamine passiivse või aktiivse kustutamise vooluahela kasutamiseks jahutamise saavutamiseks, näiteks aktiivse kustutamisahela, mida kasutab R thew jne. Joonis (A), (B) on lihtsustatud diagrammiga elektroonilise juhtimise ja aktiivse kustutamise vooluahela ja APD -režiimiga seotud režiimiga tehtud režiim. Realiseerimata impulsijärgne probleem. Lisaks on tuvastamise efektiivsus 1550 nm juures 10%ja impulsijärgse tõenäosuse vähenemist vähem kui 1%-ni. Teine eesmärk on realiseerida kiire kustutamine ja taastumine, kontrollides eelarvamuste pinge taset. Kuna see ei sõltu laviini impulsi tagasiside kontrollimisest, väheneb kustutamise viivitusaeg märkimisväärselt ja detektori tuvastamise efektiivsus on paranenud. Näiteks kasutavad LC Comandar jt väravarežiimi. Valmistati Vangitud ühe footoni detektor InGAAS/InPAPD põhjal. Ühe-footoni tuvastamise efektiivsus oli 1550 nm juures üle 55% ja impulsijärgne tõenäosus 7% saavutati. Selle põhjal asutas Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikool LiDAR-süsteemi, kasutades mitme režiimiga kiudaineid üheaegselt koos vabarežiimiga InGAAS APD APD fotodetektori ühe footoni detektoriga. Eksperimentaalsed seadmed on näidatud joonisel (C) ja (D) ning mitmekihiliste pilvede tuvastamine 12 km kõrgusega realiseerub 1 s ja ruumilise eraldusvõimega 15 m.