Bag-ong mga pag-uswag sa mga high sensitivity avalanche photodetector

Bag-ohay nga mga pag-uswag samga photodetector sa avalanche nga taas og sensitivity

Taas nga pagkasensitibo sa temperatura sa kwarto 1550 nmdetektor sa photodiode sa avalanche

Sa near infrared (SWIR) band, ang mga high sensitivity high speed avalanche diode kay kaylap nga gigamit sa optoelectronic communication ug liDAR applications. Apan, ang kasamtangang near-infrared avalanche photodiode (APD) nga gidominar sa Indium gallium arsenic avalanche breakdown diode (InGaAs APD) kanunay nga limitado sa random collision ionization noise sa tradisyonal nga multiplier region materials, indium phosphide (InP) ug indium aluminum arsenic (InAlAs), nga miresulta sa dakong pagkunhod sa sensitivity sa device. Sulod sa mga katuigan, daghang mga tigdukiduki ang aktibong nangita og bag-ong mga semiconductor materials nga compatible sa InGaAs ug InP optoelectronic platform processes ug adunay ultra-low impact ionization noise performance nga susama sa bulk silicon materials.

Ang inobatibong 1550 nm avalanche photodiode detector makatabang sa pagpalambo sa mga sistema sa LiDAR

Usa ka grupo sa mga tigdukiduki sa United Kingdom ug Estados Unidos ang malampusong nakaugmad sa unang higayon og bag-ong ultra-high sensitivity 1550 nm APD photodetector (photodetector sa avalanche), usa ka dakong kalampusan nga nagsaad nga makapauswag pag-ayo sa performance sa mga sistema sa LiDAR ug uban pang optoelectronic nga aplikasyon.

Ang bag-ong mga materyales naghatag ug dakong bentaha

Ang pinakanindot nga bahin niining panukiduki mao ang inobatibong paggamit sa mga materyales. Gipili sa mga tigdukiduki ang GaAsSb isip absorption layer ug ang AlGaAsSb isip multiplier layer. Kini nga disenyo lahi sa tradisyonal nga InGaAs/InP ug nagdala og dakong mga bentaha:

1. GaAsSb absorption layer: Ang GaAsSb adunay susamang absorption coefficient sa InGaAs, ug ang transisyon gikan sa GaAsSb absorption layer ngadto sa AlGaAsSb (multiplier layer) mas sayon, nga makapakunhod sa trap effect ug makapauswag sa speed ug absorption efficiency sa device.

2. AlGaAsSb multiplier layer: Ang AlGaAsSb multiplier layer mas maayo kay sa tradisyonal nga InP ug InAlAs multiplier layer sa performance. Kini kasagarang makita sa taas nga gain sa temperatura sa kwarto, taas nga bandwidth ug ultra-low excess noise.

Uban sa maayo kaayong mga indikasyon sa pasundayag

Ang bag-oDetektor sa litrato sa APD(avalanche photodiode detector) nagtanyag usab ug dakong mga kalamboan sa mga sukdanan sa performance:

1. Ultra-high gain: Ang ultra-high gain nga 278 nakab-ot sa temperatura sa kwarto, ug bag-o lang gipauswag ni Dr. Jin Xiao ang pag-optimize sa istruktura ug proseso, ug ang pinakataas nga gain gipataas ngadto sa M=1212.

2. Hinay kaayo nga kasaba: nagpakita og hinay kaayo nga sobra nga kasaba (F < 3, gain M = 70; F<4, gain M=100).

3. Taas nga quantum efficiency: ubos sa pinakataas nga gain, ang quantum efficiency moabot sa 5935.3%. Kusog nga kalig-on sa temperatura: ang pagkasensitibo sa pagkaguba sa ubos nga temperatura mga 11.83 mV/K.

Hulagway 1 Sobra nga kasaba sa APDmga aparato sa photodetectorkon itandi sa ubang APD photodetector

Malapad nga mga posibilidad sa aplikasyon

Kining bag-ong APD adunay importanteng implikasyon para sa mga sistema sa liDAR ug mga aplikasyon sa photon:

1. Gipauswag nga signal-to-noise ratio: Ang taas nga gain ug ubos nga noise nga mga kinaiya nakapauswag pag-ayo sa signal-to-noise ratio, nga kritikal alang sa mga aplikasyon sa mga palibot nga kulang sa photon, sama sa pagmonitor sa greenhouse gas.

2. Kusog nga pagkaangay: Ang bag-ong APD photodetector (avalanche photodetector) gidisenyo aron mahimong compatible sa kasamtangang indium phosphide (InP) optoelectronics platforms, nga nagsiguro sa hapsay nga integrasyon sa kasamtangang komersyal nga sistema sa komunikasyon.

3. Taas nga kahusayan sa operasyon: Mahimo kini nga moandar nga episyente sa temperatura sa kwarto nga wala’y komplikado nga mga mekanismo sa pagpabugnaw, nga nagpasayon ​​sa paggamit niini sa lainlaing praktikal nga mga aplikasyon.

Ang pag-uswag niining bag-ong 1550 nm SACM APD photodetector (avalanche photodetector) nagrepresentar sa usa ka dakong kalampusan sa natad, nga nagtubag sa mga importanteng limitasyon nga nalangkit sa sobra nga kasaba ug mga produkto sa gain bandwidth sa tradisyonal nga mga disenyo sa APD photodetector (avalanche photodetector). Kini nga inobasyon gilauman nga mapalambo ang mga kapabilidad sa mga sistema sa liDAR, labi na sa mga unmanned liDAR system, ingon man sa mga komunikasyon sa free-space.