InGaAs ஒளி உணரியை அறிமுகப்படுத்துங்கள்

அறிமுகப்படுத்துங்கள்InGaAs ஒளி உணரி

உயர்-எதிர்வினையை அடைவதற்கு InGaAs ஒரு சிறந்த பொருளாகும்.அதிவேக ஒளி உணரிமுதலாவதாக, InGaAs ஒரு நேரடிப் பட்டை இடைவெளி குறைக்கடத்திப் பொருளாகும், மேலும் அதன் பட்டை இடைவெளி அகலத்தை In மற்றும் Ga-க்கு இடையிலான விகிதத்தால் ஒழுங்குபடுத்த முடியும், இது வெவ்வேறு அலைநீளங்களின் ஒளி சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய உதவுகிறது. அவற்றுள், In0.53Ga0.47As ஆனது InP அடி மூலக்கூறு படிக அமைப்புடன் கச்சிதமாகப் பொருந்துவதோடு, ஒளியியல் தொடர்புப் பட்டையில் மிக அதிக ஒளி உறிஞ்சும் குணகத்தையும் கொண்டுள்ளது. இது தயாரிப்பில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.ஒளி உணரிமேலும் இது மிகச் சிறந்த இருள் மின்னோட்டம் மற்றும் மறுமொழித்திறன் செயல்திறனையும் கொண்டுள்ளது. இரண்டாவதாக, InGaAs மற்றும் InP ஆகிய இரண்டு பொருட்களும் ஒப்பீட்டளவில் அதிக எலக்ட்ரான் சறுக்கு வேகங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவற்றின் நிறைவுற்ற எலக்ட்ரான் சறுக்கு வேகங்கள் இரண்டும் தோராயமாக 1×10⁷ செ.மீ/வி ஆகும். அதே நேரத்தில், குறிப்பிட்ட மின் புலங்களின் கீழ், InGaAs மற்றும் InP பொருட்கள் எலக்ட்ரான் வேக மிகைமீறல் விளைவுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, அவற்றின் மிகைமீறல் வேகங்கள் முறையே 4×10⁷ செ.மீ/வி மற்றும் 6×10⁷ செ.மீ/வி-ஐ அடைகின்றன. இது ஒரு உயர் குறுக்கு அலைவரிசையை அடைவதற்கு உகந்ததாக உள்ளது. தற்போது, ​​InGaAs ஒளி உணரிகளே ஒளியியல் தகவல்தொடர்புக்கான மிகவும் பிரதானமான ஒளி உணரிகளாகும். சந்தையில், மேற்பரப்பு-படுகை இணைப்பு முறை மிகவும் பொதுவானது. 25 Gaud/வி மற்றும் 56 Gaud/வி கொண்ட மேற்பரப்பு-படுகை உணரி தயாரிப்புகளை ஏற்கனவே பெருமளவில் உற்பத்தி செய்ய முடியும். சிறிய அளவிலான, பின்-படுகை, மற்றும் உயர் அலைவரிசை கொண்ட மேற்பரப்பு-படுகை உணரிகளும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, முக்கியமாக அதிவேகம் மற்றும் உயர் நிறைவு போன்ற பயன்பாடுகளுக்காக. இருப்பினும், அவற்றின் இணைப்பு முறைகளின் வரம்புகள் காரணமாக, மேற்பரப்பு படுகை உணரிகளை மற்ற ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களுடன் ஒருங்கிணைப்பது கடினம். எனவே, ஒளியியல் மின்னணு ஒருங்கிணைப்புக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட மற்றும் ஒருங்கிணைப்புக்கு ஏற்ற அலைவழி இணைக்கப்பட்ட InGaAs ஒளி உணரிகள் படிப்படியாக ஆராய்ச்சியின் மையமாக மாறியுள்ளன. அவற்றுள், 70GHz மற்றும் 110GHz வணிகரீதியான InGaAs ஒளி உணரி தொகுதிகள் கிட்டத்தட்ட அனைத்தும் அலைவழி இணைப்பு கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. அடி மூலக்கூறு பொருட்களின் வேறுபாட்டின்படி, அலைவழி இணைக்கப்பட்ட InGaAs ஒளி உணரிகளை முக்கியமாக இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: INP-அடிப்படையிலானவை மற்றும் Si-அடிப்படையிலானவை. InP அடி மூலக்கூறுகளில் படிகவளர்ச்சி செய்யப்படும் பொருள் உயர் தரம் வாய்ந்தது மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது. இருப்பினும், Si அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்படும் அல்லது பிணைக்கப்படும் III-V குழுப் பொருட்களுக்கு, InGaAs பொருட்களுக்கும் Si அடி மூலக்கூறுகளுக்கும் இடையே உள்ள பல்வேறு பொருந்தாமைகள் காரணமாக, பொருள் அல்லது இடைமுகத்தின் தரம் ஒப்பீட்டளவில் மோசமாக உள்ளது, மேலும் சாதனங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு இன்னும் கணிசமான வாய்ப்பு உள்ளது.

பல்வேறு பயன்பாட்டுச் சூழல்களில், குறிப்பாகக் கடுமையான நிலைமைகளின் கீழ், ஒளி உணரியின் நிலைத்தன்மையும் நடைமுறைப் பயன்பாடுகளில் உள்ள முக்கியக் காரணிகளில் ஒன்றாகும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பெரோவ்ஸ்கைட், கரிம மற்றும் இருபரிமாணப் பொருட்கள் போன்ற புதிய வகை உணரிகள் அதிக கவனத்தை ஈர்த்திருந்தாலும், அப்பொருட்களே சுற்றுச்சூழல் காரணிகளால் எளிதில் பாதிக்கப்படுவதால், அவற்றின் நீண்டகால நிலைத்தன்மையில் இன்னும் பல சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன. அதே சமயம், புதிய பொருட்களை ஒருங்கிணைக்கும் செயல்முறை இன்னும் முழு வளர்ச்சி அடையவில்லை, மேலும் பெருமளவிலான உற்பத்தி மற்றும் செயல்திறன் நிலைத்தன்மைக்காக மேலதிக ஆய்வுகள் தேவைப்படுகின்றன.

தற்போது மின்தூண்டிகளின் அறிமுகம் சாதனங்களின் அலைவரிசையை திறம்பட அதிகரிக்க முடிந்தாலும், அது டிஜிட்டல் ஒளியியல் தொடர்பு அமைப்புகளில் பிரபலமாக இல்லை. எனவே, சாதனத்தின் தேவையற்ற RC அளவுருக்களை மேலும் குறைக்க, எதிர்மறை தாக்கங்களைத் தவிர்ப்பது எப்படி என்பது அதிவேக ஒளி உணரியின் ஆராய்ச்சி திசைகளில் ஒன்றாகும். இரண்டாவதாக, அலைவழி இணைக்கப்பட்ட ஒளி உணரிகளின் அலைவரிசை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், அலைவரிசைக்கும் பொறுப்புத்திறனுக்கும் இடையிலான கட்டுப்பாடு மீண்டும் வெளிப்படத் தொடங்குகிறது. 200GHz-ஐத் தாண்டிய 3dB அலைவரிசையைக் கொண்ட Ge/Si ஒளி உணரிகள் மற்றும் InGaAs ஒளி உணரிகள் அறிவிக்கப்பட்டிருந்தாலும், அவற்றின் பொறுப்புத்திறன்கள் திருப்திகரமாக இல்லை. நல்ல பொறுப்புத்திறனைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் அலைவரிசையை அதிகரிப்பது எப்படி என்பது ஒரு முக்கியமான ஆராய்ச்சித் தலைப்பாகும், இதைத் தீர்க்க புதிய செயல்முறைக்கு ஏற்ற பொருட்களை (அதிக நகர்வுத்திறன் மற்றும் அதிக உறிஞ்சுதல் குணகம்) அறிமுகப்படுத்துவது அல்லது புதுமையான அதிவேக சாதனக் கட்டமைப்புகளை அறிமுகப்படுத்துவது தேவைப்படலாம். கூடுதலாக, சாதனத்தின் அலைவரிசை அதிகரிக்கும்போது, ​​நுண்ணலை ஒளி இணைப்புகளில் உணரிகளின் பயன்பாட்டுச் சூழல்கள் படிப்படியாக அதிகரிக்கும். ஒளியியல் தகவல்தொடர்பில் உள்ள குறைந்த ஒளி ஆற்றல் படுகை மற்றும் உயர்-உணர்திறன் கண்டறிதலைப் போலல்லாமல், இந்தச் சூழலில், உயர் அலைவரிசையின் அடிப்படையில், உயர்-ஆற்றல் படுகைக்கு அதிக செறிவூட்டல் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், உயர்-அலைவரிசை சாதனங்கள் பொதுவாக சிறிய அளவிலான கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதால், அதிவேக மற்றும் உயர்-செறிவூட்டல்-ஆற்றல் கொண்ட ஒளிக்கண்டறிவான்களை உருவாக்குவது எளிதல்ல, மேலும் சாதனங்களின் கேரியர் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் வெப்பச் சிதறலில் கூடுதல் புதுமைகள் தேவைப்படலாம். இறுதியாக, அதிவேகக் கண்டறிவான்களின் இருள் மின்னோட்டத்தைக் குறைப்பது என்பது, படிகக்கூடு பொருந்தாமை கொண்ட ஒளிக்கண்டறிவான்கள் தீர்க்க வேண்டிய ஒரு பிரச்சனையாக உள்ளது. இருள் மின்னோட்டம் முக்கியமாகப் பொருளின் படிகத் தரம் மற்றும் மேற்பரப்பு நிலையுடன் தொடர்புடையது. எனவே, படிகக்கூடு பொருந்தாமை அமைப்புகளின் கீழ் உயர்தர பல்லினப் படிகவளர்ச்சி அல்லது பிணைப்பு போன்ற முக்கிய செயல்முறைகளுக்கு அதிக ஆராய்ச்சி மற்றும் முதலீடு தேவைப்படுகிறது.