Usa ka photon nga InGaAs photodetector

Usa ka photonDetektor sa litrato sa InGaAs

Uban sa paspas nga pag-uswag sa LiDAR, angpag-ila sa kahayagAng teknolohiya ug teknolohiya sa pag-range nga gigamit alang sa awtomatikong teknolohiya sa pagsubay sa sakyanan adunay usab mas taas nga mga kinahanglanon, ang pagkasensitibo ug resolusyon sa oras sa detector nga gigamit sa tradisyonal nga teknolohiya sa pag-detect sa ubos nga kahayag 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 pag-detect sa ubos nga kahayag. Kung itandi sa InGaAsDetektor sa litrato sa APD, ang mga single-photon detector nga gibase sa InGaAs APD photodetector adunay mas taas nga tulin sa pagtubag, pagkasensitibo ug kahusayan. Busa, usa ka serye sa mga panukiduki sa IN-GAAS APD photodetector single photon detector ang gihimo sa sulod ug gawas sa nasud.

Ang mga tigdukiduki gikan sa University of Milan sa Italya unang nakaugmad og two-dimensional nga modelo aron sundogon ang transient nga kinaiya sa usa ka photon.photodetector sa avalancheniadtong 1997, ug naghatag og numerical simulation results sa transient characteristics sa usa ka single photon avalanche photodetector. Dayon niadtong 2006, gigamit sa mga tigdukiduki ang MOCVD aron maandam ang usa ka planar geometricDetektor sa litrato sa InGaAs APDsingle photon detector, nga nagdugang sa single-photon detection efficiency ngadto sa 10% pinaagi sa pagpakunhod sa reflective layer ug pagpausbaw sa electric field sa heterogeneous interface. Niadtong 2014, pinaagi sa dugang nga pagpaayo sa zinc diffusion conditions ug pag-optimize sa vertical structure, ang single-photon detector adunay mas taas nga detection efficiency, hangtod sa 30%, ug nakab-ot ang timing jitter nga mga 87 ps. Niadtong 2016, gi-integrate ni SANZARO M et al. ang InGaAs APD photodetector single-photon detector nga adunay monolithic integrated resistor, nagdisenyo og compact single-photon counting module base sa detector, ug nagsugyot og hybrid quench method nga nakapakunhod pag-ayo sa avalanche charge, sa ingon nakakunhod sa post-pulse ug optical crosstalk, ug nakakunhod sa timing jitter ngadto sa 70 ps. Sa samang higayon, ang ubang mga research group nagpahigayon usab og research sa InGaAs APD.photodetectorusa ka photon detector. Pananglitan, ang Princeton Lightwave nagdisenyo sa InGaAs/InPAPD single photon detector nga adunay planar structure ug gigamit kini sa komersyal nga paggamit. Gisulayan sa Shanghai Institute of Technical Physics ang single-photon performance sa APD photodetector gamit ang pagtangtang sa mga zinc deposit ug ang capacitive balanced gate pulse mode nga adunay dark count nga 3.6 × 10⁻⁴/ns pulse sa pulse frequency nga 1.5 MHz. Gidisenyo ni Joseph P et al. ang mesa structure nga InGaAs APD photodetector single photon detector nga adunay mas lapad nga bandgap, ug gigamit ang InGaAsP isip absorbing layer material aron makakuha og mas ubos nga dark count nga dili makaapekto sa detection efficiency.

Ang operating mode sa InGaAs APD photodetector single photon detector kay free operation mode, buot ipasabot, ang APD photodetector kinahanglan nga mo-quench sa peripheral circuit human sa avalanche, ug mo-recover human sa quenching sulod sa usa ka yugto sa panahon. Aron makunhuran ang epekto sa quenching delay time, kini gibahin sa duha ka klase: Usa mao ang paggamit sa passive o active quenching circuit aron makab-ot ang quenching, sama sa active quenching circuit nga gigamit sa R ​​Thew, ug uban pa. Ang Figure (a), (b) usa ka gipasimple nga diagram sa electronic control ug active quenching circuit ug ang koneksyon niini sa APD photodetector, nga gipalambo aron molihok sa gated o free running mode, nga nakapakunhod pag-ayo sa kaniadto wala pa marealize nga post-pulse problem. Dugang pa, ang detection efficiency sa 1550 nm kay 10%, ug ang probabilidad sa post-pulse mikunhod ngadto sa ubos sa 1%. Ang ikaduha mao ang pagkab-ot sa paspas nga quenching ug recovery pinaagi sa pagkontrol sa lebel sa bias voltage. Tungod kay wala kini magdepende sa feedback control sa avalanche pulse, ang delay time sa quenching mikunhod pag-ayo ug ang detection efficiency sa detector miuswag. Pananglitan, sila si LC Comandar et al migamit sa gated mode. Usa ka gated single-photon detector nga gibase sa InGaAs/InPAPD ang giandam. Ang single-photon detection efficiency sobra sa 55% sa 1550 nm, ug ang post-pulse probability nga 7% nakab-ot. Base niini, ang University of Science and Technology sa China nagtukod og liDAR system gamit ang multi-mode fiber nga dungan nga gi-couple sa free-mode InGaAs APD photodetector single-photon detector. Ang experimental equipment gipakita sa Figure (c) ug (d), ug ang detection sa multi-layer clouds nga adunay gitas-on nga 12 km natuman nga adunay time resolution nga 1 s ug spatial resolution nga 15 m.