உயர் உணர்திறன் பனிச்சரிவு ஒளிக்கற்றை கண்டுபிடிப்பான்களில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்

சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்உயர் உணர்திறன் பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்கள்

அறை வெப்பநிலை உயர் உணர்திறன் 1550 நானோமீட்டர்பனிச்சரிவு ஒளி இருமுனையம் கண்டுபிடிப்பான்

அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு (SWIR) பட்டையில், உயர் உணர்திறன் அதிவேக பனிச்சரிவு டையோட்கள் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் தொடர்பு மற்றும் liDAR பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், இண்டியம் காலியம் ஆர்சனிக் பனிச்சரிவு முறிவு டையோடு (InGaAs APD) ஆதிக்கம் செலுத்தும் தற்போதைய அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடியோட் (APD) எப்போதும் பாரம்பரிய பெருக்கி பகுதி பொருட்களான இண்டியம் பாஸ்பைடு (InP) மற்றும் இண்டியம் அலுமினியம் ஆர்சனிக் (InAlAs) ஆகியவற்றின் சீரற்ற மோதல் அயனியாக்க சத்தத்தால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, இதன் விளைவாக சாதனத்தின் உணர்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவு ஏற்படுகிறது. பல ஆண்டுகளாக, பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் InGaAs மற்றும் InP ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் தள செயல்முறைகளுடன் இணக்கமான மற்றும் மொத்த சிலிக்கான் பொருட்களைப் போன்ற மிகக் குறைந்த தாக்க அயனியாக்கம் இரைச்சல் செயல்திறனைக் கொண்ட புதிய குறைக்கடத்தி பொருட்களை தீவிரமாகத் தேடுகின்றனர்.

புதுமையான 1550 nm பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடியோட் டிடெக்டர் LiDAR அமைப்புகளின் வளர்ச்சிக்கு உதவுகிறது.

யுனைடெட் கிங்டம் மற்றும் அமெரிக்காவில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு முதன்முறையாக ஒரு புதிய அதி-உயர் உணர்திறன் 1550 nm APD ஒளிக்கற்றையை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளது (பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்), LiDAR அமைப்புகள் மற்றும் பிற ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பயன்பாடுகளின் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துவதாக உறுதியளிக்கும் ஒரு திருப்புமுனை.

புதிய பொருட்கள் முக்கிய நன்மைகளை வழங்குகின்றன

இந்த ஆராய்ச்சியின் சிறப்பம்சம், பொருட்களின் புதுமையான பயன்பாடு ஆகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் GaAsSb ஐ உறிஞ்சுதல் அடுக்காகவும், AlGaAsSb ஐ பெருக்கி அடுக்காகவும் தேர்ந்தெடுத்தனர். இந்த வடிவமைப்பு பாரம்பரிய InGaAs/InP இலிருந்து வேறுபட்டது மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுவருகிறது:

1.GaAsSb உறிஞ்சுதல் அடுக்கு: GaAsSb, InGaAs ஐப் போன்ற உறிஞ்சுதல் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் GaAsSb உறிஞ்சுதல் அடுக்கிலிருந்து AlGaAsSb (பெருக்கி அடுக்கு) க்கு மாறுவது எளிதானது, இது பொறி விளைவைக் குறைத்து சாதனத்தின் வேகம் மற்றும் உறிஞ்சுதல் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

2.AlGaAsSb பெருக்கி அடுக்கு: AlGaAsSb பெருக்கி அடுக்கு, செயல்திறனில் பாரம்பரிய InP மற்றும் InAlAs பெருக்கி அடுக்கை விட உயர்ந்தது. இது முக்கியமாக அறை வெப்பநிலையில் அதிக லாபம், அதிக அலைவரிசை மற்றும் மிகக் குறைந்த அதிகப்படியான சத்தம் ஆகியவற்றில் பிரதிபலிக்கிறது.

சிறந்த செயல்திறன் குறிகாட்டிகளுடன்

புதியதுAPD ஒளிக்கற்றை(பனிச்சரிவு ஒளி இருமுனையம் கண்டுபிடிப்பான்) செயல்திறன் அளவீடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களையும் வழங்குகிறது:

1. மிக உயர்ந்த ஆதாயம்: அறை வெப்பநிலையில் 278 என்ற மிக உயர்ந்த ஆதாயம் அடையப்பட்டது, மேலும் சமீபத்தில் டாக்டர் ஜின் சியாவோ கட்டமைப்பு உகப்பாக்கம் மற்றும் செயல்முறையை மேம்படுத்தினார், மேலும் அதிகபட்ச ஆதாயம் M=1212 ஆக அதிகரிக்கப்பட்டது.

2. மிகக் குறைந்த இரைச்சல்: மிகக் குறைந்த அதிகப்படியான இரைச்சலைக் காட்டுகிறது (F < 3, ஆதாயம் M = 70; F<4, ஆதாயம் M=100).

3. அதிக குவாண்டம் செயல்திறன்: அதிகபட்ச ஆதாயத்தின் கீழ், குவாண்டம் செயல்திறன் 5935.3% வரை அதிகமாக உள்ளது. வலுவான வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை: குறைந்த வெப்பநிலையில் முறிவு உணர்திறன் சுமார் 11.83 mV/K ஆகும்.

படம் 1 APD இன் அதிகப்படியான சத்தம்ஒளிக்கண்டறிப்பான் சாதனங்கள்மற்ற APD ஃபோட்டோடெக்டருடன் ஒப்பிடும்போது

பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகள்

இந்தப் புதிய APD, liDAR அமைப்புகள் மற்றும் ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது:

1. மேம்படுத்தப்பட்ட சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதம்: அதிக ஆதாயம் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் பண்புகள் சிக்னல்-இரைச்சல் விகிதத்தை கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன, இது கிரீன்ஹவுஸ் வாயு கண்காணிப்பு போன்ற ஃபோட்டான் இல்லாத சூழல்களில் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் முக்கியமானது.

2. வலுவான இணக்கத்தன்மை: புதிய APD ஃபோட்டோடெக்டர் (பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடெக்டர்) தற்போதைய இண்டியம் பாஸ்பைடு (InP) ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தளங்களுடன் இணக்கமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஏற்கனவே உள்ள வணிக தொடர்பு அமைப்புகளுடன் தடையற்ற ஒருங்கிணைப்பை உறுதி செய்கிறது.

3. உயர் செயல்பாட்டுத் திறன்: இது சிக்கலான குளிரூட்டும் வழிமுறைகள் இல்லாமல் அறை வெப்பநிலையில் திறமையாகச் செயல்பட முடியும், பல்வேறு நடைமுறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தலை எளிதாக்குகிறது.

இந்த புதிய 1550 nm SACM APD ஃபோட்டோடெக்டரின் (பனிச்சரிவு ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பான்) மேம்பாடு இந்தத் துறையில் ஒரு பெரிய திருப்புமுனையைக் குறிக்கிறது, பாரம்பரிய APD ஃபோட்டோடெக்டர் (பனிச்சரிவு ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பான்) வடிவமைப்புகளில் அதிகப்படியான சத்தம் மற்றும் ஆதாய அலைவரிசை தயாரிப்புகளுடன் தொடர்புடைய முக்கிய வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்கிறது. இந்த கண்டுபிடிப்பு liDAR அமைப்புகளின் திறன்களை அதிகரிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, குறிப்பாக ஆளில்லா liDAR அமைப்புகளில், அத்துடன் இலவச-வெளி தகவல்தொடர்புகளிலும்.