Usa ka photon InGaAs photodetector

Usa ka photonInGaAs photodetector

Uban sa paspas nga pag-uswag sa LiDAR, angkahayag detectionteknolohiya ug ranging teknolohiya nga gigamit alang sa awtomatik nga sakyanan tracking imaging teknolohiya usab adunay mas taas nga mga kinahanglanon, ang pagkasensitibo ug oras nga resolusyon sa detector nga gigamit sa tradisyonal nga ubos nga kahayag detection teknolohiya dili makatubag sa aktuwal nga mga panginahanglan. Ang single photon mao ang pinakagamay nga yunit sa enerhiya sa kahayag, ug ang detector nga adunay abilidad sa single photon detection mao ang katapusang himan sa low light detection. Kung itandi sa InGaAsAPD photodetector, ang mga single-photon detector base sa InGaAs APD photodetector adunay mas taas nga response speed, sensitivity ug efficiency. Busa, usa ka serye sa mga panukiduki sa IN-GAAS APD photodetector single photon detectors ang gihimo sa balay ug sa gawas sa nasud.

Ang mga tigdukiduki gikan sa Unibersidad sa Milan sa Italya una nga nakahimo og usa ka two-dimensional nga modelo aron masundog ang lumalabay nga kinaiya sa usa ka photonavalanche photodetectorniadtong 1997, ug naghatag ug numerical simulation resulta sa lumalabay nga mga kinaiya sa usa ka photon avalanche photodetector. Unya sa 2006, ang mga tigdukiduki migamit sa MOCVD sa pag-andam sa usa ka planar geometricInGaAs APD photodetectorsingle photon detector, nga nagdugang sa single-photon detection efficiency ngadto sa 10% pinaagi sa pagkunhod sa reflective layer ug pagpauswag sa electric field sa heterogeneous interface. Sa 2014, pinaagi sa dugang nga pagpauswag sa mga kondisyon sa pagsabwag sa zinc ug pag-optimize sa bertikal nga istruktura, ang single-photon detector adunay mas taas nga detection efficiency, hangtod sa 30%, ug nakab-ot ang timing jitter nga mga 87 ps. Sa 2016, SANZARO M et al. gi-integrate ang InGaAs APD photodetector nga single-photon detector nga adunay monolithic integrated resistor, nagdesinyo ug compact single-photon counting module base sa detector, ug nagsugyot ug hybrid quench method nga makapamenos sa avalanche charge, sa ingon makunhuran ang post-pulse ug optical crosstalk, ug pagkunhod sa timing jitter ngadto sa 70 ps. Sa samang higayon, ang ubang mga grupo sa panukiduki nagpahigayon usab ug panukiduki sa InGaAs APDphotodetectorusa ka photon detector. Pananglitan, ang Princeton Lightwave nagdisenyo sa InGaAs/InPAPD nga single photon detector nga adunay planar structure ug gibutang kini sa komersyal nga paggamit. Gisulayan sa Shanghai Institute of Technical Physics ang single-photon performance sa APD photodetector gamit ang pagtangtang sa zinc deposits ug ang capacitive balanced gate pulse mode nga may dark count nga 3.6 × 10 ⁻⁴/ns pulse sa pulse frequency nga 1.5 MHz. Joseph P et al. nagdisenyo sa istruktura sa mesa nga InGaAs APD photodetector nga single photon detector nga adunay mas lapad nga bandgap, ug gigamit ang InGaAsP isip absorbing layer nga materyal aron makakuha og mas ubos nga itom nga ihap nga dili makaapekto sa detection efficiency.

Ang operating mode sa InGaAs APD photodetector single photon detector mao ang free operation mode, nga mao, ang APD photodetector kinahanglan nga mapalong ang peripheral circuit human mahitabo ang usa ka avalanche, ug mabawi human sa quenching sa usa ka yugto sa panahon. Aron makunhuran ang epekto sa pagpalong sa oras sa paglangan, kini halos gibahin sa duha ka mga tipo: Ang usa mao ang paggamit sa passive o aktibo nga quenching circuit aron makab-ot ang quenching, sama sa aktibo nga quenching circuit nga gigamit sa R ​​Thew, etc. Figure (a) , (b) usa ka gipasimple nga diagram sa electronic control ug active quenching circuit ug ang koneksyon niini sa APD photodetector, nga naugmad aron magtrabaho sa gated o free running mode, nga makapamenos sa wala pa matuman nga post-pulse nga problema kaniadto. Dugang pa, ang pagkaayo sa pagkakita sa 1550 nm mao ang 10%, ug ang posibilidad sa post-pulse mikunhod ngadto sa ubos sa 1%. Ang ikaduha mao ang pagkaamgo sa paspas nga pagpalong ug pagkaayo pinaagi sa pagkontrol sa lebel sa bias boltahe. Tungod kay wala kini magdepende sa pagkontrol sa feedback sa pulso sa avalanche, ang oras sa paglangan sa pagpalong gikunhod pag-ayo ug ang pagkaayo sa pagkakita sa detector gipauswag. Pananglitan, ang LC Comandar et al naggamit sa gated mode. Giandam ang usa ka gated nga single-photon detector base sa InGaAs/InPAPD. Ang single-photon detection efficiency labaw sa 55% sa 1550 nm, ug ang post-pulse probability nga 7% nakab-ot. Sa kini nga sukaranan, ang Unibersidad sa Agham ug Teknolohiya sa China nagtukod usa ka sistema sa liDAR gamit ang multi-mode fiber nga dungan nga giubanan sa usa ka libre nga mode nga InGaAs APD photodetector nga single-photon detector. Ang mga ekipo sa eksperimento gipakita sa Figure (c) ug (d), ug ang pagkakita sa multi-layer nga mga panganod nga adunay gitas-on nga 12 km natuman nga adunay resolusyon sa oras nga 1 s ug usa ka resolusyon sa spatial nga 15 m.