Datblygiadau diweddar mewnffotosynwyr eirlithriadau sensitifrwydd uchel
Sensitifrwydd uchel tymheredd ystafell 1550 nmsynhwyrydd ffotodiode eirlithriad
Yn y band is-goch agos (SWIR), defnyddir deuodau eirlithriad cyflym sensitifrwydd uchel yn helaeth mewn cyfathrebu optoelectronig a chymwysiadau liDAR. Fodd bynnag, mae'r ffotodeuod eirlithriad agos-is-goch (APD) cyfredol sy'n cael ei ddominyddu gan ddeuod chwalfa eirlithriad arsenig galliwm Indium (InGaAs APD) erioed wedi'i gyfyngu gan sŵn ïoneiddio gwrthdrawiad ar hap deunyddiau rhanbarth lluosogydd traddodiadol, indium ffosffid (InP) ac arsenig alwminiwm indium (InAlAs), gan arwain at ostyngiad sylweddol yn sensitifrwydd y ddyfais. Dros y blynyddoedd, mae llawer o ymchwilwyr wedi bod yn chwilio'n weithredol am ddeunyddiau lled-ddargludyddion newydd sy'n gydnaws â phrosesau platfform optoelectronig InGaAs ac InP ac sydd â pherfformiad sŵn ïoneiddio effaith isel iawn tebyg i ddeunyddiau silicon swmp.
Mae'r synhwyrydd ffotodiod eirlithriad 1550 nm arloesol yn helpu i ddatblygu systemau LiDAR
Mae tîm o ymchwilwyr yn y Deyrnas Unedig a'r Unol Daleithiau wedi llwyddo i ddatblygu ffotosynhwyrydd APD 1550 nm newydd sydd â sensitifrwydd uwch-uchel am y tro cyntaf (ffotosynhwyrydd eirlithriadau), datblygiad sy'n addo gwella perfformiad systemau LiDAR a chymwysiadau optoelectronig eraill yn fawr.
Mae deunyddiau newydd yn cynnig manteision allweddol
Uchafbwynt yr ymchwil hwn yw'r defnydd arloesol o ddeunyddiau. Dewisodd yr ymchwilwyr GaAsSb fel yr haen amsugno ac AlGaAsSb fel yr haen lluosydd. Mae'r dyluniad hwn yn wahanol i InGaAs/InP traddodiadol ac mae'n dod â manteision sylweddol:
1. Haen amsugno GaAsSb: Mae gan GaAsSb gyfernod amsugno tebyg i InGaAs, ac mae'r newid o haen amsugno GaAsSb i AlGaAsSb (haen lluosydd) yn haws, gan leihau effaith y trap a gwella cyflymder ac effeithlonrwydd amsugno'r ddyfais.
2. Haen lluosydd AlGaAsSb: Mae haen lluosydd AlGaAsSb yn well na'r haen lluosydd InP ac InAlAs draddodiadol o ran perfformiad. Mae hyn yn cael ei adlewyrchu'n bennaf mewn enillion uchel ar dymheredd ystafell, lled band uchel a sŵn gormodol isel iawn.
Gyda dangosyddion perfformiad rhagorol
Y newyddFfotosynhwyrydd APDMae (synhwyrydd ffotodiode eirlithriad) hefyd yn cynnig gwelliannau sylweddol mewn metrigau perfformiad:
1. Ennill uwch-uchel: Cyflawnwyd yr enillion uwch-uchel o 278 ar dymheredd ystafell, ac yn ddiweddar gwellodd Dr. Jin Xiao optimeiddio'r strwythur a'r broses, a chynyddwyd yr enillion mwyaf i M=1212.
2. Sŵn isel iawn: yn dangos sŵn gormodol isel iawn (F < 3, ennill M = 70; F<4, ennill M=100).
3. Effeithlonrwydd cwantwm uchel: o dan yr enillion mwyaf, mae'r effeithlonrwydd cwantwm mor uchel â 5935.3%. Sefydlogrwydd tymheredd cryf: mae sensitifrwydd chwalfa ar dymheredd isel tua 11.83 mV/K.
Ffig 1 Sŵn gormodol APDdyfeisiau ffotosynhwyryddo'i gymharu â ffotosynhwyrydd APD arall
Rhagolygon cymhwyso eang
Mae gan yr APD newydd hwn oblygiadau pwysig ar gyfer systemau liDAR a chymwysiadau ffoton:
1. Cymhareb signal-i-sŵn gwell: Mae'r nodweddion enillion uchel a sŵn isel yn gwella'r gymhareb signal-i-sŵn yn sylweddol, sy'n hanfodol ar gyfer cymwysiadau mewn amgylcheddau tlawd o ffotonau, fel monitro nwyon tŷ gwydr.
2. Cydnawsedd cryf: Mae'r ffotosynhwyrydd APD newydd (ffotosynhwyrydd eirlithriad) wedi'i gynllunio i fod yn gydnaws â llwyfannau optoelectroneg indiwm ffosffid (InP) cyfredol, gan sicrhau integreiddio di-dor â systemau cyfathrebu masnachol presennol.
3. Effeithlonrwydd gweithredol uchel: Gall weithredu'n effeithlon ar dymheredd ystafell heb fecanweithiau oeri cymhleth, gan symleiddio'r defnydd mewn amrywiol gymwysiadau ymarferol.
Mae datblygiad y ffotosynhwyrydd SACM APD 1550 nm newydd hwn (ffotosynhwyrydd eirlithriad) yn cynrychioli datblygiad mawr yn y maes. Mae'n mynd i'r afael â chyfyngiadau allweddol sy'n gysylltiedig â sŵn gormodol a chynhyrchion lled band ennill mewn dyluniadau ffotosynhwyrydd APD traddodiadol (ffotosynhwyrydd eirlithriad). Disgwylir i'r arloesedd hwn roi hwb i alluoedd systemau liDAR, yn enwedig mewn systemau liDAR di-griw, yn ogystal â chyfathrebu gofod rhydd.
Amser postio: Ion-13-2025