SPADsingle-photon avalanche photodetector
Sa diha nga ang SPAD photodetector sensors unang gipaila, sila nag-una nga gigamit sa ubos nga kahayag detection mga sitwasyon. Bisan pa, sa ebolusyon sa ilang pasundayag ug pag-uswag sa mga kinahanglanon sa eksena,SPAD photodetectorAng mga sensor labi nga gigamit sa mga senaryo sa mga konsumedor sama sa mga radar sa awto, mga robot, ug mga salakyanan nga wala’y tawo nga aerial. Tungod sa taas nga pagkasensitibo ug ubos nga mga kinaiya sa kasaba, ang SPAD photodetector sensor nahimo nga usa ka sulundon nga kapilian alang sa pagkab-ot sa taas nga katukma nga giladmon nga panglantaw ug ubos nga kahayag nga imaging.
Dili sama sa tradisyonal nga CMOS image sensors (CIS) base sa PN junctions, ang core structure sa SPAD photodetector usa ka avalanche diode nga naglihok sa Geiger mode. Gikan sa panan-aw sa pisikal nga mga mekanismo, ang pagkakomplikado sa SPAD photodetector labi ka taas kaysa sa mga aparato sa PN junction. Kini nag-una nga gipakita sa kamatuoran nga ubos sa taas nga reverse bias, mas lagmit nga magpahinabog mga problema sama sa pag-injection sa dili balanse nga mga carrier, thermal electron effect, ug tunneling nga mga sulog nga gitabangan sa mga depekto nga estado. Kini nga mga kinaiya naghimo niini nga nag-atubang sa grabe nga mga hagit sa disenyo, proseso, ug lebel sa arkitektura sa sirkito.
Kasagaran nga mga parameter sa pasundayag saSPAD avalanche photodetectornaglakip sa Pixel Size (Pixel Size), dark count noise (DCR), light detection probability (PDE), dead Time (DeadTime), ug Response time (Response Time). Kini nga mga parametro direktang makaapekto sa performance sa SPAD avalanche photodetector. Pananglitan, ang dark count rate (DCR) usa ka yawe nga parameter alang sa pagtino sa kasaba sa detector, ug ang SPAD kinahanglan nga magpadayon sa usa ka bias nga mas taas kaysa sa pagkaguba aron molihok isip usa ka single-photon detector. Ang posibilidad sa light detection (PDE) nagtino sa pagkasensitibo sa SPADavalanche photodetectorug apektado sa intensity ug pag-apod-apod sa electric field. Dugang pa, ang DeadTime mao ang panahon nga gikinahanglan aron ang SPAD mobalik sa una nga kahimtang niini human ma-trigger, nga makaapekto sa maximum photon detection rate ug dynamic range.
Sa pag-optimize sa pasundayag sa mga aparato sa SPAD, ang pagpugong nga relasyon taliwala sa mga parameter sa panguna nga pasundayag usa ka dakong hagit: pananglitan, ang pixel miniaturization direkta nga nagdala sa PDE attenuation, ug ang konsentrasyon sa mga sulud sa kuryente nga gipahinabo sa gidak-on nga miniaturization hinungdan usab sa usa ka mahait nga pagtaas sa DCR. Ang pagkunhod sa patay nga oras makaaghat sa post-impulse nga kasaba ug makadaut sa katukma sa time jitter. Karon, ang cutting-edge nga solusyon nakab-ot ang usa ka matang sa collaborative optimization pinaagi sa mga pamaagi sama sa DTI/ protection loop (pagpugong sa crosstalk ug pagkunhod sa DCR), pixel optical optimization, pagpaila sa bag-ong mga materyales (SiGe avalanche layer nga nagpalambo sa infrared response), ug three-dimensional stacked active quenching circuits.
Oras sa pag-post: Hul-23-2025