एकल फोटोनInGaAs फोटोडिटेक्टर
LiDAR को द्रुत विकास संग,प्रकाश पत्ता लगाउनेअटोमेटिक भेहिकल ट्र्याकिङ इमेजिङ टेक्नोलोजीका लागि प्रयोग गरिने प्रविधि र दायरा टेक्नोलोजीको पनि उच्च आवश्यकताहरू छन्, परम्परागत कम प्रकाश पत्ता लगाउने प्रविधिमा प्रयोग हुने डिटेक्टरको संवेदनशीलता र समय रिजोल्युसनले वास्तविक आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्दैन। एकल फोटोन प्रकाशको सबैभन्दा सानो ऊर्जा एकाइ हो, र एकल फोटोन पत्ता लगाउने क्षमता भएको डिटेक्टर कम प्रकाश पत्ता लगाउने अन्तिम उपकरण हो। InGaAs संग तुलनाAPD फोटो डिटेक्टर, InGaAs APD photodetector मा आधारित एकल-फोटोन डिटेक्टरहरूको उच्च प्रतिक्रिया गति, संवेदनशीलता र दक्षता छ। तसर्थ, IN-GAAS APD photodetector एकल फोटोन डिटेक्टरहरूमा देश र विदेशमा अनुसन्धानहरूको एक श्रृंखला गरिएको छ।
इटालीको मिलान विश्वविद्यालयका अन्वेषकहरूले पहिलो पटक एकल फोटोनको क्षणिक व्यवहारको अनुकरण गर्न दुई-आयामी मोडेल विकास गरे।हिमस्खलन फोटो डिटेक्टर1997 मा, र एकल फोटोन हिमस्खलन photodetector को क्षणिक विशेषताहरु को संख्यात्मक सिमुलेशन परिणाम दिए। त्यसपछि 2006 मा, अन्वेषकहरूले प्लानर ज्यामितीय तयार गर्न MOCVD प्रयोग गरेInGaAs APD फोटोडिटेक्टरएकल फोटोन डिटेक्टर, जसले प्रतिबिम्बित तह घटाएर र विषम इन्टरफेसमा विद्युतीय क्षेत्र बढाएर एकल-फोटोन पत्ता लगाउने दक्षतालाई १०% मा बढायो। 2014 मा, जस्ता फैलावट अवस्थाहरूलाई थप सुधार गरेर र ठाडो संरचनालाई अनुकूलन गरेर, एकल-फोटोन डिटेक्टरले 30% सम्म उच्च पत्ता लगाउने क्षमता छ, र लगभग 87 पीएसको टाइमिङ जिटर प्राप्त गर्दछ। 2016 मा, SANZARO M et al। InGaAs APD फोटोडेटेक्टर एकल-फोटोन डिटेक्टरलाई मोनोलिथिक इन्टिग्रेटेड रेसिस्टरसँग एकीकृत गर्यो, डिटेक्टरमा आधारित कम्प्याक्ट सिंगल-फोटोन काउन्टिङ मोड्युल डिजाइन गर्यो, र हाइब्रिड क्वेन्च विधि प्रस्ताव गर्यो जसले हिमस्खलन चार्जलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्यो, जसले गर्दा पोस्ट-पल्स र अप्टिकल क्रसस्टक, टाइमिङ जिटरलाई ७० पीएसमा घटाउँदै। एकै समयमा, अन्य अनुसन्धान समूहहरूले पनि InGaAs APD मा अनुसन्धान गरेका छन्फोटो डिटेक्टरएकल फोटोन डिटेक्टर। उदाहरणका लागि, प्रिन्सटन लाइटवेभले प्लानर संरचनाको साथ InGaAs/InPAPD एकल फोटोन डिटेक्टर डिजाइन गरेको छ र यसलाई व्यावसायिक प्रयोगमा राखेको छ। सांघाई इन्स्टिच्युट अफ टेक्निकल फिजिक्सले 1.5 मेगाहर्ट्जको पल्स फ्रिक्वेन्सीमा 3.6 × 10 ⁻⁴/ns पल्सको कालो गणनाको साथ जस्ता निक्षेपहरू र क्यापेसिटिव सन्तुलित गेट पल्स मोडको प्रयोग गरेर APD फोटोडेटेक्टरको एकल-फोटोन प्रदर्शनको परीक्षण गर्यो। जोसेफ पी एट अल। फराकिलो ब्यान्डग्यापको साथ मेसा संरचना InGaAs APD फोटोडेटेक्टर एकल फोटोन डिटेक्टर डिजाइन गरियो, र पत्ता लगाउने दक्षतालाई असर नगरी कम गाढा गणना प्राप्त गर्न अवशोषित तह सामग्रीको रूपमा InGaAsP प्रयोग गर्यो।
InGaAs APD फोटोडेटेक्टर एकल फोटोन डिटेक्टरको अपरेटिङ मोड नि:शुल्क अपरेशन मोड हो, त्यो हो, APD फोटोडेटेक्टरले हिमस्खलन भएपछि पेरिफेरल सर्किटलाई निभाउन आवश्यक छ, र समयावधिको लागि शमन गरेपछि पुन: प्राप्ति गर्न आवश्यक छ। शमन गर्ने ढिलाइ समयको प्रभावलाई कम गर्नको लागि, यसलाई लगभग दुई प्रकारमा विभाजन गरिएको छ: एउटा शमन प्राप्त गर्न निष्क्रिय वा सक्रिय क्वेन्चिङ सर्किटको प्रयोग गर्नु हो, जस्तै R Thew द्वारा प्रयोग गरिएको सक्रिय क्वेन्चिङ सर्किट आदि। चित्र (a) , (b) इलेक्ट्रोनिक नियन्त्रण र सक्रिय क्वेन्चिंग सर्किटको एक सरलीकृत रेखाचित्र हो र APD फोटोडेटेक्टरसँग यसको जडान, जुन गेट वा फ्री रनिंग मोडमा काम गर्नको लागि विकसित गरिएको छ, पहिलेको अवास्तविक पोस्ट-पल्स समस्यालाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्दै। यसबाहेक, 1550 एनएममा पत्ता लगाउने दक्षता 10% छ, र पोस्ट-पल्सको सम्भावना 1% भन्दा कममा घटाइएको छ। दोस्रो भनेको पूर्वाग्रह भोल्टेजको स्तर नियन्त्रण गरेर छिटो शमन र रिकभरी महसुस गर्नु हो। किनकि यो हिमस्खलन पल्सको प्रतिक्रिया नियन्त्रणमा निर्भर हुँदैन, शमनको ढिलाइ समय उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ र डिटेक्टरको पत्ता लगाउने दक्षता सुधारिएको छ। उदाहरण को लागी, LC कमाण्डर et al गेट मोड प्रयोग गर्दछ। InGaAs/InPAPD मा आधारित गेट गरिएको एकल-फोटोन डिटेक्टर तयार गरिएको थियो। एकल-फोटोन पत्ता लगाउने दक्षता 1550 nm मा 55% भन्दा बढी थियो, र 7% को पोस्ट-पल्स सम्भाव्यता हासिल गरिएको थियो। यस आधारमा, चीनको विज्ञान र प्रविधि विश्वविद्यालयले बहु-मोड फाइबर एकैसाथ फ्रि-मोड InGaAs APD फोटोडिटेक्टर एकल-फोटोन डिटेक्टर प्रयोग गरी liDAR प्रणाली स्थापना गर्यो। प्रयोगात्मक उपकरणहरू चित्र (c) र (d) मा देखाइएको छ, र 12 किलोमिटरको उचाइका बहु-तह बादलहरूको पहिचान 1 s को समय रिजोल्युसन र 15 मिटरको स्थानिय रिजोल्युसनको साथ महसुस गरिन्छ।
पोस्ट समय: मे-०७-२०२४