Bag-o nga mga pag-uswag sa taas nga pagkasensitibo sa avalanche photodetector

Bag-ong mga pag-uswag sataas nga sensitivity avalanche photodetector

Ang temperatura sa kwarto taas nga pagkasensitibo 1550 nmavalanche photodiode detector

Sa duol nga infrared (SWIR) nga banda, ang taas nga pagkasensitibo nga high speed avalanche diode kaylap nga gigamit sa optoelectronic nga komunikasyon ug mga aplikasyon sa liDAR. Bisan pa, ang kasamtangan nga duol sa 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 nga mga materyales, indium phosphide (InP) ug indium aluminum arsenic (InAlAs), nga miresulta sa pagkasensitibo sa device. Sulod sa mga katuigan, daghang mga tigdukiduki ang aktibong nangita alang sa bag-ong mga semiconductor nga materyales nga nahiuyon sa InGaAs ug InP optoelectronic nga mga proseso sa plataporma ug adunay ultra-low impact nga ionization noise performance susama sa bulk silicon nga mga materyales.

Ang bag-ong 1550 nm avalanche photodiode detector makatabang sa pagpalambo sa mga sistema sa LiDAR

Usa ka grupo sa mga tigdukiduki sa United Kingdom ug sa Estados Unidos adunay sa unang higayon nga malampuson nga nakahimo og usa ka bag-ong ultra-high sensitivity 1550 nm APD photodetector (avalanche photodetector), usa ka kauswagan nga nagsaad nga mapauswag pag-ayo ang paghimo sa mga sistema sa LiDAR ug uban pang mga aplikasyon sa optoelectronic.

Ang bag-ong mga materyales naghatag og mahinungdanong mga bentaha

Ang highlight sa kini nga panukiduki mao ang bag-ong paggamit sa mga materyales. Gipili sa mga tigdukiduki ang GaAsSb isip layer sa pagsuyup ug AlGaAsSb isip multiplier layer. Kini nga disenyo lahi sa tradisyonal nga InGaAs/InP ug nagdalag mahinungdanong mga bentaha:

1.GaAsSb pagsuyup layer: GaAsSb adunay susama nga pagsuyup coefficient sa InGaAs, ug ang transisyon gikan sa GaAsSb pagsuyup layer ngadto sa AlGaAsSb (multiplier layer) mao ang mas sayon, pagpakunhod sa lit-ag nga epekto ug sa pagpalambo sa speed ug pagsuyup efficiency sa device.

2.AlGaAsSb multiplier layer: AlGaAsSb multiplier layer mas labaw sa tradisyonal nga InP ug InAlAs multiplier layer sa performance. Nag-una kini nga gipakita sa taas nga ganansya sa temperatura sa kwarto, taas nga bandwidth ug ultra-ubos nga sobra nga kasaba.

Uban sa maayo kaayo nga performance indicators

Ang bag-oAPD photodetector(avalanche photodiode detector) nagtanyag usab ug mahinungdanong mga kalamboan sa performance metrics:

1. Ultra-high gain: Ang ultra-high gain nga 278 nakab-ot sa temperatura sa lawak, ug bag-o lang gipauswag ni Dr. Jin Xiao ang structure optimization ug proseso, ug ang maximum gain misaka ngadto sa M=1212.

2. Ubos kaayo nga kasaba: nagpakita sa ubos kaayo nga sobra nga kasaba (F <3, nakuha M = 70; F<4, nakuha M=100).

3. Taas nga quantum efficiency: ubos sa maximum gain, ang quantum efficiency kay taas sa 5935.3%. Lig-on nga kalig-on sa temperatura: pagkasensitibo sa pagkahugno sa mubu nga temperatura mga 11.83 mV/K.

Fig 1 Sobra nga kasaba sa APDmga gamit sa photodetectoritandi sa ubang APD photodetector

Lapad nga mga prospect sa aplikasyon

Kining bag-ong APD adunay importanteng implikasyon para sa liDAR system ug photon applications:

1. Gipauswag nga ratio sa signal-to-noise: Ang taas nga ganansya ug mubu nga mga kinaiya sa kasaba makapauswag sa ratio sa signal-to-noise, nga hinungdanon alang sa mga aplikasyon sa mga kabus nga photon, sama sa pag-monitor sa greenhouse gas.

2. Lig-on nga pagkaangay: Ang bag-ong APD photodetector (avalanche photodetector) gidisenyo aron mahiuyon sa kasamtangan nga indium phosphide (InP) nga mga optoelectronics nga mga plataporma, nga nagsiguro sa seamless integration sa kasamtangan nga komersyal nga mga sistema sa komunikasyon.

3. Taas nga operational efficiency: Kini makalihok nga epektibo sa temperatura sa lawak nga walay komplikadong mga mekanismo sa pagpabugnaw, pagpayano sa pagdeploy sa nagkalain-laing praktikal nga mga aplikasyon.

Ang pag-uswag niining bag-ong 1550 nm SACM APD photodetector (avalanche photodetector) nagrepresentar sa usa ka mayor nga breakthrough sa uma, Pagsulbad sa yawe nga mga limitasyon nga may kalabutan sa sobra nga kasaba ug makaangkon og bandwidth nga mga produkto sa tradisyonal nga APD photodetector (avalanche photodetector) nga mga disenyo. Kini nga kabag-ohan gilauman nga mapadako ang mga kapabilidad sa mga sistema sa liDAR, labi na sa mga sistema nga wala’y tawo nga liDAR, ingon man mga komunikasyon sa libre nga wanang.