அதிக உணர்திறன் கொண்ட பனிச்சரிவு ஒளி உணரிகளில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்

சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்அதிக உணர்திறன் கொண்ட பனிச்சரிவு ஒளி உணரிகள்

அறை வெப்பநிலை உயர் உணர்திறன் 1550 nmபனிச்சரிவு ஃபோட்டோடியோட் கண்டறிப்பான்

அண்மை அகச்சிவப்பு (SWIR) பட்டையில், அதிக உணர்திறன் கொண்ட அதிவேக அவலான்ச் டையோடுகள், ஒளியியல் மின்னணுத் தொடர்பு மற்றும் லிடார் (liDAR) பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், இண்டியம் காலியம் ஆர்சனிக் அவலான்ச் பிரேக் டவுன் டையோடு (InGaAs APD) ஆதிக்கம் செலுத்தும் தற்போதைய அண்மை அகச்சிவப்பு அவலான்ச் ஃபோட்டோடையோடு (APD), பாரம்பரிய பெருக்கிப் பகுதிப் பொருட்களான இண்டியம் பாஸ்பைடு (InP) மற்றும் இண்டியம் அலுமினியம் ஆர்சனிக் (InAlAs) ஆகியவற்றின் சீரற்ற மோதல் அயனியாக்க இரைச்சலால் எப்போதும் வரையறுக்கப்பட்டு, சாதனத்தின் உணர்திறனில் குறிப்பிடத்தக்கக் குறைவை ஏற்படுத்துகிறது. பல ஆண்டுகளாக, பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் InGaAs மற்றும் InP ஒளியியல் மின்னணுத் தளச் செயல்முறைகளுடன் இணக்கமான மற்றும் மொத்த சிலிக்கான் பொருட்களைப் போன்ற மிகக் குறைந்த தாக்க அயனியாக்க இரைச்சல் செயல்திறனைக் கொண்ட புதிய குறைக்கடத்திப் பொருட்களைத் தீவிரமாகத் தேடி வருகின்றனர்.

புதுமையான 1550 nm அவலான்ச் ஃபோட்டோடியோடு கண்டறிவி, LiDAR அமைப்புகளின் வளர்ச்சிக்கு உதவுகிறது.

ஐக்கிய இராச்சியம் மற்றும் அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு ஒன்று, முதன்முறையாக, மிக அதிக உணர்திறன் கொண்ட புதிய 1550 நானோமீட்டர் APD ஒளி உணரியை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளது.பனிச்சரிவு ஒளி உணரிஇது, LiDAR அமைப்புகள் மற்றும் பிற ஒளியியல் மின்னணுப் பயன்பாடுகளின் செயல்திறனைப் பெரிதும் மேம்படுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படும் ஒரு திருப்புமுனையாகும்.

புதிய பொருட்கள் முக்கிய நன்மைகளை வழங்குகின்றன

இந்த ஆராய்ச்சியின் சிறப்பம்சம், பொருட்களின் புதுமையான பயன்பாடு ஆகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள், உறிஞ்சும் அடுக்காக GaAsSb-ஐயும், பெருக்கி அடுக்காக AlGaAsSb-ஐயும் தேர்ந்தெடுத்தனர். இந்த வடிவமைப்பு, பாரம்பரிய InGaAs/InP வடிவமைப்பிலிருந்து வேறுபடுவதோடு, குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளையும் தருகிறது:

1. GaAsSb உறிஞ்சும் அடுக்கு: GaAsSb ஆனது InGaAs-ஐப் போன்றே உறிஞ்சும் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், GaAsSb உறிஞ்சும் அடுக்கிலிருந்து AlGaAsSb (பெருக்கி அடுக்கு)-க்கு மாறும் செயல்முறை எளிதாக இருப்பதால், பொறி விளைவு குறைக்கப்பட்டு, சாதனத்தின் வேகம் மற்றும் உறிஞ்சும் செயல்திறன் மேம்படுத்தப்படுகிறது.

2. AlGaAsSb பெருக்கி அடுக்கு: செயல்திறனில், AlGaAsSb பெருக்கி அடுக்கு, பாரம்பரிய InP மற்றும் InAlAs பெருக்கி அடுக்குகளை விடச் சிறந்தது. இது முக்கியமாக அறை வெப்பநிலையில் அதிக ஆதாயம், உயர் அலைவரிசை மற்றும் மிகக் குறைந்த உபரி இரைச்சல் ஆகியவற்றில் பிரதிபலிக்கிறது.

சிறந்த செயல்திறன் குறிகாட்டிகளுடன்

புதியAPD ஒளி உணரி(பனிச்சரிவு ஃபோட்டோடியோடு கண்டறிவான்) செயல்திறன் அளவீடுகளில் குறிப்பிடத்தக்க மேம்பாடுகளையும் வழங்குகிறது:

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

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

3. உயர் 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-யின் அதிகப்படியான இரைச்சல்ஒளி உணரி சாதனங்கள்மற்ற APD ஃபோட்டோடெடெக்டர்களுடன் ஒப்பிடும்போது

பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகள்

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

1. மேம்படுத்தப்பட்ட சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதம்: அதிக ஆதாயம் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் பண்புகள் சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் விகிதத்தை கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன. இது, பசுமை இல்ல வாயு கண்காணிப்பு போன்ற, ஃபோட்டான் பற்றாக்குறை உள்ள சூழல்களில் உள்ள பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் அவசியமானதாகும்.

2. வலுவான இணக்கத்தன்மை: புதிய APD ஒளி உணரியானது (பனிச்சரிவு ஒளி உணரி), தற்போதுள்ள இண்டியம் பாஸ்பைடு (InP) ஒளியியல் மின்னணுவியல் தளங்களுடன் இணக்கமாக இருக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஏற்கனவே உள்ள வணிகத் தொடர்பு அமைப்புகளுடன் தடையற்ற ஒருங்கிணைப்பை உறுதி செய்கிறது.

3. உயர் செயல்பாட்டுத் திறன்: இது சிக்கலான குளிரூட்டும் வழிமுறைகள் இன்றி அறை வெப்பநிலையில் திறமையாகச் செயல்பட முடியும், இதனால் பல்வேறு நடைமுறைப் பயன்பாடுகளில் நிறுவுவது எளிதாக்கப்படுகிறது.

இந்த புதிய 1550 nm SACM APD ஒளி உணரியின் (பனிச்சரிவு ஒளி உணரி) உருவாக்கம், இத்துறையில் ஒரு பெரும் திருப்புமுனையாகும். இது, பாரம்பரிய APD ஒளி உணரி (பனிச்சரிவு ஒளி உணரி) வடிவமைப்புகளில் உள்ள அதிகப்படியான இரைச்சல் மற்றும் ஆதாய அலைவரிசை பெருக்கங்கள் தொடர்பான முக்கிய வரம்புகளை நிவர்த்தி செய்கிறது. இந்தப் புத்தாக்கமானது, liDAR அமைப்புகளின், குறிப்பாக ஆளில்லா liDAR அமைப்புகளின், மற்றும் திறந்தவெளித் தொடர்புகளின் திறன்களை மேம்படுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.