Recente vorderingen inHoge gevoeligheid Avalanche fotodetectors
Kamertemperatuur hoge gevoeligheid 1550 nmlawine fotodiode detector
In de nabije infrarood (SWIR) band worden hoge gevoeligheid met hoge snelheid lawine -diodes veel gebruikt in opto -elektronische communicatie en LIDAR -toepassingen. De huidige nabij-infrarood lawine fotodiode (APD) gedomineerd door indium galliumarseen arseanische lawine breakdown diode (INGAAS APD) is echter altijd beperkt door de willekeurige botsingsionisatieruis van traditionele multiplier-regio-materialen, indiumfosfide (INP) en indiumaluminium arseen ( INalas), resulterend in een significante vermindering van de gevoeligheid van het apparaat. In de loop der jaren zijn veel onderzoekers actief op zoek naar nieuwe halfgeleidermaterialen die compatibel zijn met IngaaS en Inp Opto-elektronische platformprocessen en hebben ultra-lage impact ionisatie-geluidsprestaties vergelijkbaar met bulksiliconenmaterialen.
De innovatieve detector van 1550 nm Avalanche fotodiode helpt de ontwikkeling van LIDAR -systemen
Een team van onderzoekers in het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten hebben voor het eerst met succes een nieuwe ultrahoge gevoeligheid 1550 nm APD Photodetector ontwikkeld (lawine fotodetector), een doorbraak die belooft de prestaties van LIDAR -systemen en andere opto -elektronische toepassingen aanzienlijk te verbeteren.
Nieuwe materialen bieden belangrijke voordelen
Het hoogtepunt van dit onderzoek is het innovatieve gebruik van materialen. De onderzoekers kozen GAASSB als de absorptielaag en de algaassb als de multiplier -laag. Dit ontwerp verschilt van traditionele Ingaas/Inp en biedt aanzienlijke voordelen:
1.GaAssB -absorptielaag: Gaassb heeft een vergelijkbare absorptiecoëfficiënt als IngaaS en de overgang van GaassB -absorptielaag naar algAassb (multiplier -laag) is eenvoudiger, waardoor het valeffect wordt verminderd en de snelheid en absorptie -efficiëntie van het apparaat wordt verbeterd.
2.AlgaAssB Multiplier Layer: AlgaAssB Multiplier Layer is superieur aan de traditionele INP- en Inalas -multiplicatorlaag in prestaties. Het wordt voornamelijk weerspiegeld in hoge versterking bij kamertemperatuur, hoge bandbreedte en ultra-lage overtollige ruis.
Met uitstekende prestatie -indicatoren
Het nieuweAPD -fotodetector(Avalanche fotodiode detector) biedt ook aanzienlijke verbeteringen in prestatiemetrieken:
1. Ultrahoge winst: de ultrahoge winst van 278 werd bij kamertemperatuur behaald en onlangs verbeterde Dr. Jin Xiao de structuuroptimalisatie en -proces, en de maximale versterking werd verhoogd tot M = 1212.
2. Zeer lage ruis: vertoont een zeer lage overtollige ruis (f <3, versterking m = 70; f <4, versterking m = 100).
3. Hoge kwantumefficiëntie: onder de maximale versterking is de kwantumefficiëntie zo hoog als 5935,3%. Sterke temperatuurstabiliteit: afbraakgevoeligheid bij lage temperatuur is ongeveer 11,83 mV/k.
Fig 1 Overtollige ruis van APDFotodetector -apparatenVergeleken met andere APD -fotodetector
Brede aanvraagperspectieven
Deze nieuwe APD heeft belangrijke implicaties voor LIDAR -systemen en fotonapplicaties:
1. Verbeterde signaal-ruisverhouding: de hoge versterking en lage ruiskenmerken verbeteren de signaal-ruisverhouding aanzienlijk, wat cruciaal is voor toepassingen in fotonenarme omgevingen, zoals broeikasgasbewaking.
2. Sterke compatibiliteit: de nieuwe APD -fotodetector (Avalanche Photodetector) is ontworpen om compatibel te zijn met de huidige indiumfosfide (INP) opto -elektronica -platforms, waardoor naadloze integratie met bestaande commerciële communicatiesystemen wordt gewaarborgd.
3. Hoge operationele efficiëntie: het kan efficiënt werken bij kamertemperatuur zonder complexe koelmechanismen, waardoor de implementatie in verschillende praktische toepassingen wordt vereenvoudigd.
De ontwikkeling van deze nieuwe 1550 nm SACM APD -fotodetector (Avalanche Photodetector) vertegenwoordigt een belangrijke doorbraak in het veld, behandelt belangrijke beperkingen geassocieerd met overtollig ruis en het verwerven van bandbreedteproducten in traditionele APD -fotodetector (Avalanche Photodetector) ontwerpen. Deze innovatie zal naar verwachting de mogelijkheden van LIDAR-systemen vergroten, vooral in onbemande LIDAR-systemen, evenals communicatie met vrije ruimte.
Posttijd: januari-13-2025