မြင့်မားသော sensitivity avalanche photodetectors များတွင် မကြာသေးမီက တိုးတက်မှုများ

မကြာသေးမီက တိုးတက်မှုများမြင့်မားသော sensitivity avalanche photodetectors

အခန်းအပူချိန် မြင့်မားသော အာရုံခံနိုင်စွမ်း 1550 nmavalanche photodiode detector

အနီးနားရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည် (SWIR) တီးဝိုင်းတွင်၊ မြင့်မားသော အာရုံခံနိုင်စွမ်း မြင့်မားသော အရှိန်ပြင်းသော နှင်းလျှောပစ်ဒိုင်အိုဒိတ်များကို optoelectronic ဆက်သွယ်ရေးနှင့် liDAR အပလီကေးရှင်းများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုကြသည်။ သို့ရာတွင်၊ Indium gallium arsenic avalanche breakdown diode (InGaAs APD) မှလွှမ်းမိုးထားသည့် လက်ရှိအနီအောက်ရောင်ခြည် နှင်းလျှောပြက်ဓာတ်ပုံဒိုင်အိုဒီ (APD) သည် အမြဲတမ်း ကန့်သတ်ထားသော ရိုးရာဧရိယာများပြားသောပစ္စည်းများ၊ indium phosphide (InP) နှင့် indium အလူမီနီယံ အာဆင်းနစ်များအတွင်း သိသာထင်ရှားစွာ ထွက်ပေါ်လာသော Al reduction) (အယ်လ် အာဆင်းနစ်) တွင် သိသာထင်ရှားသော ရလဒ်ထွက်ခြင်း device ကို။ နှစ်များတစ်လျှောက်တွင်၊ သုတေသီအများအပြားသည် InGaAs နှင့် InP optoelectronic platform လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်သည့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအသစ်များကို တက်ကြွစွာရှာဖွေနေပြီး အစုလိုက်အပြုံလိုက် စီလီကွန်ပစ္စည်းများနှင့်ဆင်တူသော အလွန်နိမ့်သောအကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသော ionization noise performance ရှိသည်။

ဆန်းသစ်တီထွင်ထားသော 1550 nm avalanche photodiode detector သည် LiDAR စနစ်များကို ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်စေရန် ကူညီပေးသည်

United Kingdom နှင့် United States ရှိ သုတေသီအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် ultra-high sensitivity 1550 nm APD photodetector အသစ်ကို ပထမဆုံးအကြိမ် အောင်မြင်စွာ တီထွင်နိုင်ခဲ့သည်။နှင်းမုန်တိုင်း ဓါတ်ပုံဖမ်းစက်) LiDAR စနစ်များနှင့် အခြား optoelectronic အပလီကေးရှင်းများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးမည်ဟု ကတိပြုသည့် အောင်မြင်မှုတစ်ခု။

ပစ္စည်းအသစ်များသည် အဓိကအားသာချက်များကို ပေးဆောင်သည်။

ဤသုတေသန၏ထူးခြားချက်မှာ ပစ္စည်းများကို ဆန်းသစ်တီထွင်အသုံးပြုခြင်းဖြစ်ပါသည်။ သုတေသီများသည် GaAsSb ကို စုပ်ယူမှုအလွှာအဖြစ် နှင့် AlGaAsSb ကို အမြှောက်အလွှာအဖြစ် ရွေးချယ်ခဲ့သည်။ ဤဒီဇိုင်းသည် သမားရိုးကျ InGaAs/InP နှင့် ကွဲပြားပြီး သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များကို ယူဆောင်လာပါသည်-

1.GaAsSb စုပ်ယူမှုအလွှာ- GaAsSb သည် InGaAs နှင့် ဆင်တူသော စုပ်ယူမှုဆိုင်ရာကိန်း ရှိပြီး GaAsSb စုပ်ယူမှုအလွှာမှ AlGaAsSb (အများစားအလွှာ) သို့ ကူးပြောင်းခြင်းသည် ပိုမိုလွယ်ကူစေပြီး ထောင်ချောက်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို လျှော့ချကာ ကိရိယာ၏ အရှိန်နှင့် စုပ်ယူမှုထိရောက်မှုကို တိုးတက်စေသည်။

2.AlGaAsSb အမြှောက်အလွှာ- AlGaAsSb မြှောက်ပေးအလွှာသည် စွမ်းဆောင်ရည်တွင် သမားရိုးကျ InP နှင့် InAlAs မြှောက်ပေးသည့်အလွှာထက် သာလွန်သည်။ အဓိကအားဖြင့် ၎င်းကို အခန်းအပူချိန်တွင် မြင့်မားသောအမြတ်၊ မြင့်မားသော bandwidth နှင့် အလွန်နိမ့်သော ပိုလျှံဆူညံသံများတွင် ထင်ဟပ်ပါသည်။

ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ညွှန်းကိန်းများနှင့်အတူ

အသစ်APD ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းကိရိယာ(avalanche photodiode detector) သည် စွမ်းဆောင်ရည် တိုင်းတာမှုများတွင် သိသာထင်ရှားသော တိုးတက်မှုများကို ပေးဆောင်သည်-

1. အလွန်မြင့်မားသောအမြတ်- အခန်းအပူချိန်တွင် အလွန်မြင့်မားသောအမြတ် 278 ကို ရရှိပြီး မကြာသေးမီက ဒေါက်တာ Jin Xiao သည် ဖွဲ့စည်းပုံကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ပြီး လုပ်ငန်းစဉ်ကို မြှင့်တင်ခဲ့ပြီး အမြင့်ဆုံးအမြတ်ကို M=1212 သို့ တိုးမြှင့်ခဲ့သည်။

2. အလွန်နည်းသော ဆူညံသံ- အလွန်နည်းသော ပိုလျှံသော ဆူညံသံကို ပြသသည် (F< 3၊ အမြတ် M = 70; F<4၊ အမြတ် M = 100)။

3. မြင့်မားသော ကွမ်တမ်ထိရောက်မှု- အများဆုံးရရှိမှုအောက်တွင်၊ ကွမ်တမ်ထိရောက်မှုမှာ 5935.3% အထိမြင့်မားသည်။ ပြင်းထန်သော အပူချိန်တည်ငြိမ်မှု- နိမ့်သောအပူချိန်တွင် ပြိုကွဲမှု အာရုံခံနိုင်စွမ်းမှာ 11.83 mV/K ခန့်ဖြစ်သည်။

ပုံ 1 APD ၏ ပိုလျှံသော ဆူညံသံphotodetector ကိရိယာများအခြား APD photodetector နှင့်နှိုင်းယှဉ်

ကျယ်ပြန့်သောလျှောက်လွှာအလားအလာ

ဤ APD အသစ်သည် liDAR စနစ်များနှင့် ဖိုတွန်အပလီကေးရှင်းများအတွက် အရေးကြီးသောသက်ရောက်မှုများရှိသည်။

1. ပိုမိုကောင်းမွန်သော signal-to-noise ratio- မြင့်မားသောအမြတ်နှင့် ဆူညံသံနိမ့်သောလက္ခဏာများသည် ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့စောင့်ကြည့်ခြင်းကဲ့သို့သော ဖိုတွန်ညံ့သောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် အသုံးပြုရန်အတွက် အရေးကြီးသောအချက်ပြ-မှ-ဆူညံမှုအချိုးကို သိသာစွာတိုးတက်စေသည်။

2. အားကောင်းသော လိုက်ဖက်ညီမှု- APD photodetector (avalanche photodetector) အသစ်သည် လက်ရှိ indium phosphide (InP) optoelectronics platforms များနှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပြီး ရှိပြီးသား လုပ်ငန်းသုံး ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များနှင့် ချောမွေ့စွာ ပေါင်းစည်းမှုကို သေချာစေသည်။

3. မြင့်မားသောလုပ်ငန်းဆောင်တာထိရောက်မှု- ၎င်းသည် ရှုပ်ထွေးသောအအေးပေးသည့်ယန္တရားများမပါဘဲ အခန်းအပူချိန်တွင် ထိရောက်စွာလည်ပတ်နိုင်ပြီး အမျိုးမျိုးသောလက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင် ရိုးရှင်းလွယ်ကူစေသည်။

ဤအသစ် 1550 nm SACM APD photodetector (avalanche photodetector) သည် နယ်ပယ်တွင် ကြီးမားသော အောင်မြင်မှုများကို ကိုယ်စားပြုသည်၊ ပိုလျှံသော ဆူညံသံများနှင့် ဆက်စပ်နေသော အဓိက ကန့်သတ်ချက်များကို ဖြေရှင်းပေးပြီး သမားရိုးကျ APD photodetector (avalanche photodetector) ဒီဇိုင်းများတွင် bandwidth ထုတ်ကုန်များကို ရရှိစေပါသည်။ ဤဆန်းသစ်တီထွင်မှုသည် liDAR စနစ်များ အထူးသဖြင့် မောင်းသူမဲ့ liDAR စနစ်များအပြင် နေရာလွတ်ဆက်သွယ်မှုများတွင် စွမ်းဆောင်ရည်မြှင့်တင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။