Enkelt fotonINGAAS -fotodetektor
Med den hurtige udvikling af Lidar,LysdetektionTeknologi og lige teknologi, der bruges til automatisk køretøjssporing af billeddannelsesteknologi, har også højere krav, følsomheden og tidsopløsningen af detektoren, der bruges i den traditionelle lavlysdetektionsteknologi, kan ikke imødekomme de faktiske behov. Enkelt foton er den mindste energienhedsenhed, og detektoren med evnen til enkelt fotondetektion er det endelige værktøj til detektion med lavt lys. Sammenlignet med IngaasAPD -fotodetektor, enkeltfotondetektorer baseret på INGAAS APD-fotodetektor har højere responshastighed, følsomhed og effektivitet. Derfor er der blevet udført en række undersøgelser af IN-GAAS APD Photodetector-enkeltfotondetektorer hjemme og i udlandet.
Forskere fra University of Milan i Italien udviklede først en to-dimensionel model til at simulere den kortvarige opførsel af en enkelt fotonAvalanche -fotodetektori 1997 og gav numeriske simuleringsresultater af de kortvarige egenskaber ved en enkelt foton -lavine -fotodetektor. Derefter i 2006 brugte forskerne MOCVD til at forberede en plan geometriskINGAAS APD PhotodetectorEnkelt fotondetektor, som øgede den enkeltfoton-detektionseffektivitet til 10% ved at reducere det reflekterende lag og forbedre det elektriske felt ved den heterogene grænseflade. I 2014, ved yderligere at forbedre zinkdiffusionsbetingelserne og optimere den lodrette struktur, har enkeltfotondetektoren en højere detektionseffektivitet, op til 30%, og opnår en timing-jitter på ca. 87 PS. I 2016 har Sanzaro M et al. Integreret INGAAS APD-fotodetektor-enkeltfotondetektoren med en monolitisk integreret modstand, designet en kompakt enkeltfoton-tællingsmodul baseret på detektoren og foreslog en hybrid slukket metode, der signifikant reducerede lavine-ladning, hvilket reducerede post-puls og optisk crosstalk og reduktion af timing jitter til 70 ps. På samme tid har andre forskningsgrupper også udført forskning på INGAAS APDfotodetektorEnkelt fotondetektor. For eksempel har Princeton Lightwave designet IngaAs/Inpapd enkelt fotondetektor med plan struktur og anvendt den i kommerciel brug. Shanghai Institute of Technical Physics testede enkeltfoton-ydelsen af APD-fotodetektor ved anvendelse af fjernelse af zinkaflejringer og den kapacitive afbalancerede portpulstilstand med et mørkt antal på 3,6 × 10 ⁻⁴/NS-puls ved en pulsfrekvens på 1,5 MHz. Joseph P et al. Designet mesa -strukturen IngaAs APD Photodetector enkelt fotondetektor med et bredere båndgap og brugte INGAASP som absorberende lagmateriale for at opnå et nedre mørkt antal uden at påvirke detektionseffektiviteten.
Operationstilstanden for INGAAS APD Photodetector -enkeltfotondetektor er gratis driftstilstand, det vil sige APD -fotodetektoren skal slukke det perifere kredsløb, efter at der opstår et snøskred og gendannes efter slukning i en periode. For at reducere virkningen af slukning af forsinkelsestid er det groft opdelt i to typer: den ene er at bruge passivt eller aktivt slukningskredsløb for at opnå slukning, såsom det aktive slukningskredsløb, der bruges af R thew osv. Figur (a), (b) er et forenklet diagram over den elektroniske kontrol og aktivt slukningskredsløb og dens forbindelse med APD -fotodetektor Urealiseret problem efter puls. Desuden er detektionseffektiviteten ved 1550 nm 10%, og sandsynligheden for post-puls reduceres til mindre end 1%. Det andet er at realisere hurtig slukning og bedring ved at kontrollere niveauet for bias -spænding. Da det ikke afhænger af feedbackkontrollen med lavinepuls, reduceres forsinkelsestiden for slukning markant, og detektionseffektiviteten af detektoren forbedres. For eksempel bruger LC Comandar et al den indhegnede tilstand. En lukket enkeltfotondetektor baseret på INGAAS/INPAPD blev forberedt. Enkeltfoton-detekteringseffektiviteten var over 55% ved 1550 nm, og sandsynligheden for efterpuls-sandsynligheden på 7% blev opnået. På dette grundlag etablerede University of Science and Technology i Kina et LIDAR-system ved hjælp af multi-mode fiber samtidig kombineret med en fri-mode IngaAs APD Photodetector enkeltfotondetektor. Det eksperimentelle udstyr er vist i figur (c) og (d), og påvisning af flerlagsskyer med en højde på 12 km realiseres med en tidsopløsning på 1 s og en rumlig opløsning på 15 m.
Posttid: Maj-07-2024