Single-photon ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းကိရိယာ80% ထိရောက်မှုပိတ်ဆို့မှုကိုဖြတ်ကျော်ခဲ့သည်။
တစ်ခုတည်း-ဖိုတွန်ဓာတ်ပုံထောက်လှမ်းကိရိယာ၎င်းတို့၏ ကျစ်လျစ်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော အားသာချက်များကြောင့် ကွမ်တမ်ဖိုနစ်နှင့် ဖော်တင်ဓာတ်ပုံရိုက်ခြင်းဆိုင်ရာ နယ်ပယ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုနေကြသော်လည်း ၎င်းတို့သည် အောက်ပါနည်းပညာဆိုင်ရာ ပိတ်ဆို့မှုများနှင့် ရင်ဆိုင်နေကြရသည်။
လက်ရှိ နည်းပညာဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များ
1.CMOS နှင့် ပါးလွှာသောလမ်းဆုံ SPAD- ၎င်းတို့တွင် မြင့်မားသောပေါင်းစပ်မှုရှိပြီး အချိန်ဆွဲအားနည်းပါးသော်လည်း စုပ်ယူမှုအလွှာသည် ပါးလွှာသည် (မိုက်ခရိုမီတာအနည်းငယ်) ရှိပြီး PDE သည် 850 nm တွင် 32% ခန့်သာရှိသော အနီအောက်ရောင်ခြည်ဧရိယာတွင် ကန့်သတ်ထားသည်။
2. Thick-junction SPAD- ၎င်းသည် ဆယ်ဂဏန်းရှိသော micrometers အထူရှိသော စုပ်ယူမှုအလွှာတစ်ခုပါရှိသည်။ ကူးသန်းရောင်းဝယ်ရေးထုတ်ကုန်များတွင် ခန့်မှန်းခြေ 70% PDE သည် 780 nm တွင်ရှိသော်လည်း 80% ကိုဖြတ်ကျော်ရန်မှာ အလွန်စိန်ခေါ်မှုဖြစ်သည်။
3. ဆားကစ်ကန့်သတ်ချက်များကိုဖတ်ပါ- ထူထပ်သောလမ်းဆုံ SPAD သည် နှင်းပြိုကျနိုင်ခြေမြင့်မားကြောင်းသေချာစေရန်အတွက် 30V ကျော်သည့် overbias ဗို့အား လိုအပ်သည်။ သမားရိုးကျ circuit များတွင် 68V ၏ quenching voltage ဖြင့်ပင် PDE ကို 75.1% အထိသာ တိုးမြှင့်နိုင်သည်။
ဖြေရှင်းချက်
SPAD ၏ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်လုပ်ပါ။ အလင်းပြန်သည့် ဒီဇိုင်း- ဆီလီကွန်တွင် အဖြစ်အပျက် ဖိုတွန်များ အဆက်မပြတ် ယိုယွင်းလာသည်။ Back-illuminated တည်ဆောက်ပုံသည် ဖိုတွန်အများစုကို စုပ်ယူမှုအလွှာတွင် စုပ်ယူကြောင်း သေချာစေပြီး ထုတ်ပေးသော အီလက်ထရွန်များကို နှင်းပြိုကျသည့်နေရာသို့ ထိုးသွင်းပါသည်။ ဆီလီကွန်ရှိ အီလက်ထရွန်များ၏ အိုင်ယွန်အိုင်းယွန်းနှုန်းသည် အပေါက်များထက် မြင့်မားသောကြောင့်၊ အီလက်ထရွန်ဆေးထိုးခြင်းသည် နှင်းပြိုကျနိုင်ခြေ ပိုများသည်။ Doping လျော်ကြေးငွေနှင်းပြိုကျသည့်ဒေသ- ဘိုရွန်နှင့် ဖော့စဖရပ်တို့၏ စဉ်ဆက်မပြတ်ပျံ့နှံ့မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ နက်ရှိုင်းသောဒေသရှိ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအား အာရုံစူးစိုက်နိုင်ရန် တိမ်မြုပ်နေသောဆေးများကို လျော်ကြေးပေးကာ DCR ကဲ့သို့သော ဆူညံသံများကို ထိရောက်စွာလျှော့ချပေးသည်။
2. စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော readout circuit။ 50V မြင့်မားသော ပမာဏကို ငြိမ်းသတ်ခြင်း မြန်ဆန်သော အခြေအနေသို့ ကူးပြောင်းခြင်း၊ Multimodal လုပ်ဆောင်ချက်- FPGA ထိန်းချုပ်မှု QUENCHING နှင့် RESET အချက်ပြမှုများကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့်၊ အခမဲ့လုပ်ဆောင်မှု (signal trigger)၊ gating (external GATE drive) နှင့် hybrid modes များကြား လိုက်လျောညီထွေရှိသော ကူးပြောင်းခြင်းကို အောင်မြင်ပါသည်။
3. စက်ပစ္စည်းပြင်ဆင်မှုနှင့် ထုပ်ပိုးမှု။ SPAD wafer လုပ်ငန်းစဉ်ကို လိပ်ပြာအထုပ်ဖြင့် လက်ခံသည်။ SPAD သည် AlN carrier substrate နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး သာမိုလျှပ်စစ်အအေးပေးစက် (TEC) တွင် ဒေါင်လိုက်တပ်ဆင်ထားပြီး အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုကို အပူချိန်ထိန်းကိရိယာဖြင့် ရရှိသည်။ Multimode optical fiber များကို ထိရောက်စွာချိတ်ဆက်မှုရရှိစေရန် SPAD စင်တာနှင့် အတိအကျ ချိန်ညှိထားသည်။
4. စွမ်းဆောင်ရည် စံကိုက်ညှိခြင်း။ Calibration သည် 785 nm picosecond pulsed laser diode (100 kHz) နှင့် time-digital converter (TDC, 10 ps resolution) ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
အနှစ်ချုပ်
SPAD ဖွဲ့စည်းပုံကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း (အထူလမ်းဆုံ၊ နောက်ဘက်မီးလင်းထားသည့်၊ ယမ်းစိမ်းလျော်ကြေး) နှင့် 50 V မီးငြိမ်းခြင်းပတ်လမ်းကို ဆန်းသစ်တီထွင်ခြင်းဖြင့်၊ ဤလေ့လာမှုသည် ဆီလီကွန်အခြေခံသည့် single-photon detector ၏ PDE အား အမြင့် 84.4% သို့ အောင်မြင်စွာ တွန်းပို့ခဲ့သည်။ လုပ်ငန်းသုံး ထုတ်ကုန်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်း၏ ပြည့်စုံသော စွမ်းဆောင်ရည်ကို သိသာထင်ရှားစွာ မြှင့်တင်ထားပြီး ကွမ်တမ်ဆက်သွယ်ရေး၊ ကွမ်တမ် ကွန်ပြူတာနှင့် အလွန်မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် လိုက်လျောညီထွေရှိသော လည်ပတ်မှု လိုအပ်သည့် လက်တွေ့ကျသော ဖြေရှင်းချက်များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ဤလုပ်ငန်းသည် ဆီလီကွန်အခြေခံ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် ခိုင်မာသော အခြေခံအုတ်မြစ်ကို ချပေးခဲ့သည်။single-photon detectorနည်းပညာ။
စာတိုက်အချိန်- အောက်တိုဘာ ၂၈-၂၀၂၅