ஒளி உணரியின் அலைவரிசை மற்றும் பதிலளிப்புத்திறன்

அலைவரிசை மற்றும் பதிலளிப்புத்திறன்ஒளி உணரி
தேர்ந்தெடுக்கும்போதுInGaAs ஒளி உணரிஎல்லோரும் ஒரே விவரக்குறிப்புகளைத்தான் விரும்புகிறார்கள்: 10 GHz-க்கு மேலான அலைவரிசை மற்றும் 0.9 A/W-க்கு மேலான பதிலளிப்புத்திறன். தரவுக் கையேட்டைப் புரட்டிப் பார்த்ததில், இந்த இரண்டு எண்களும் ஒரே சாதனத்தில் ஒருபோதும் இடம்பெறுவதில்லை என்பதைக் கண்டறிந்தேன். அதிக அலைவரிசைக்கான பதிலளிப்புத்திறன் 0.5 A/W அல்லது அதற்கும் குறைவாகவே உள்ளது, மேலும் அதிக பதிலளிப்புத்திறன் கொண்ட அலைவரிசை சில நூறு MHz மட்டுமே. இது உற்பத்தியாளரின் தொழில்நுட்பப் பிரச்சினை அல்ல – இயற்பியலில் அலைவரிசையும் பதிலளிப்புத்திறனும் இயல்பாகவே ஒன்றுக்கொன்று முரண்பட்டவை, இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் கொண்டிருக்க முடியாது.
அலைவரிசை அகலமும் பொறுப்புத்திறனும் ஒரு உள்ளார்ந்த இயற்பியல் முரண்பாடாகும், இது உறிஞ்சும் அடுக்கின் தடிமன் எனும் முக்கிய அளவுருவில் வேரூன்றியுள்ளது. உறிஞ்சும் அடுக்கின் தடிமனை அதிகரிப்பது குவாண்டம் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம் (அதன் மூலம் பொறுப்புத்திறனை அதிகரிக்கும்), ஆனால் அது மின்னூட்டக் கடத்திகளின் கடக்கும் நேரத்தை நீட்டிக்கும் (அதன் மூலம் அலைவரிசை அகலத்தைக் குறைக்கும்); இதற்கு நேர்மாறாகவும் நிகழும். எனவே, ஒரு தரமான PIN ஒளி உணரியின் வடிவமைப்பில், இவ்விரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் அடைய முடியாது, மேலும் ஒரு சமரசம் செய்துகொள்ளப்பட வேண்டும்.
தொழில்துறை முன்னேற்றத் திட்டம்:
இந்த முரண்பாட்டை உடைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்ட மூன்று உயர்தர தொழில்நுட்பத் தீர்வுகளை இக்கட்டுரை அறிமுகப்படுத்துகிறது:
அலைவழி வகை உணரி (WGPD): இது ஒளியின் பரவல் திசையை மின்னூட்டக் கடத்திகளின் நகர்வுத் திசையிலிருந்து பிரிக்கிறது. இதன்மூலம், ஒரே நேரத்தில் உயர் அலைவரிசை (>40 GHz) மற்றும் உயர் பொறுப்புத்திறன் (>0.9 A/W) ஆகியவற்றை அடைய முடியும். ஆனால், இதன் செயல்முறை சிக்கலானது மற்றும் செலவும் அதிகம்.
ஒருவழி கேரியர் போக்குவரத்து ஒளி உணரி (UTC-PD): இது நகர்விற்காக அதிவேக எலக்ட்ரான்களை மட்டுமே பயன்படுத்தி, மெதுவேகத் துளைகளின் கடக்கும் நேர வரம்பை நீக்குகிறது. இதன்மூலம், இது மிக அதிக அலைவரிசையை (>100 GHz) அடைய முடிகிறது மற்றும் பொதுவாக அதிவேகத் தொடர்பு மற்றும் டெராஹெர்ட்ஸ் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஒத்ததிர்வு குழி மேம்படுத்தப்பட்ட ஒளி உணரி (RCE): ஒரு மெல்லிய உறிஞ்சுதல் அடுக்கிற்குள் ஒளி உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்த ஒளியியல் ஒத்ததிர்வு குழியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இது உயர் அலைவரிசையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் குவாண்டம் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும், ஆனால் இதன் இயக்க அலைவரிசை (நிறமாலை வரம்பு) மிகவும் குறுகியது.
திட்டத் தேர்வுக்கான பரிந்துரைகள்:
தேவைகளின் முன்னுரிமையைத் தெளிவுபடுத்துங்கள்: முதலில், சிஸ்டம் சிக்னல் பேண்ட்வித்தின் அடிப்படையில் (3 மடங்கு கூடுதல் வரம்புடன்) ஃபோட்டோடெக்டருக்கான குறைந்தபட்ச பேண்ட்வித் தேவையைத் தீர்மானித்து, பின்னர் இந்த நிபந்தனையின் கீழ் அதிகபட்ச பதிலளிப்புத்திறன் கொண்ட மாடலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.
அமைப்பு நிலை குறிகாட்டிகளில் கவனம் செலுத்துங்கள்: ஒளி உணரியை மதிப்பிடும்போது, ​​அதிக பதிலளிப்புத்திறன் அதிக இரைச்சலுடன் சேர்ந்து வரக்கூடும் என்பதால், பதிலளிப்புத்திறனை மட்டும் அல்லாமல், இரைச்சல் சமமான திறன் (NEP) மற்றும் அமைப்பு உணர்திறன் ஆகியவற்றிலும் கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.
கருத்தில் கொள்ளுங்கள்APD ஒளி உணரிகுறைந்த ஆற்றல் சூழ்நிலைகளில்: படுகின்ற ஒளியின் ஆற்றல் மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது (எ.கா. <-30 dBm), பதிலளிப்புத் திறனின் குறைபாட்டை ஈடுசெய்வதற்காக அவலான்ச் ஃபோட்டோடையோடின் (APD ஃபோட்டோடெக்டர்) அகப் பெருக்கத்தைப் பயன்படுத்தலாம், ஆனால் அதன் அதிகப்படியான இரைச்சலில் கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.
உயர் தேவைகள் மற்றும் அதிக நிதி ஒதுக்கீட்டிற்கு WGPD-ஐத் தேர்ந்தெடுத்தல்: ஒரு அமைப்புக்கு அதிக அலைவரிசை (>20 GHz) மற்றும் அதிக பதிலளிப்புத்திறன் (>0.8 A/W) ஆகிய இரண்டும் தேவைப்படும்போது, ​​வழக்கமான PIN கண்டறிவான்களால் அந்தத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாது. எனவே, அலைவழி வகை கண்டறிவான்களை (WGPD) நேரடியாகக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
முடிவுரை:
தரநிலையின் அலைவரிசை பதிலளிப்பு சமநிலைPIN ஒளி உணரிஇது ஒரு உள்ளார்ந்த இயற்பியல் வரம்பாகும். இதை முழுமையாகக் கடந்து செல்ல, ஒளி உறிஞ்சும் பாதையை கேரியர் கடந்து செல்லும் பாதையிலிருந்து இயற்பியல் ரீதியாகப் பிரிக்க, சாதனக் கட்டமைப்பில் புதுமை தேவைப்படுகிறது. உயர்தரத் தீர்வுகள் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டிருந்தாலும், அதிக செலவு பிடிப்பதால், பொறியியல் நடைமுறையில், குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டுச் சூழல்கள், செயல்திறன் தேவைகள் மற்றும் வரவுசெலவுத் திட்டங்கள் ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு சமரசத்தை ஏற்படுத்துவது இன்னமும் அவசியமாகிறது.