Viens fotonu ingaas fotodetektors

Viens fotonsIngaas fotodetektors

Ar straujo LiDAR attīstību,gaismas noteikšanaTehnoloģijām un diapazonam, ko izmanto automātiskai transportlīdzekļu izsekošanas attēlveidošanas tehnoloģijai, ir arī augstākas prasības, tradicionālajā zemā apgaismojuma tehnoloģijā izmantotā detektora jutība un laika izšķirtspēja nevar apmierināt faktiskās vajadzības. Atsevišķs fotons ir mazākā gaismas enerģijas vienība, un detektors ar viena fotona noteikšanas spēju ir zema apgaismojuma noteikšanas galīgais instruments. Salīdzinot ar ingaasuAPD fotodetektors, viena fotona detektoriem, kuru pamatā ir InGaas APD fotodetektoram, ir lielāks reakcijas ātrums, jutība un efektivitāte. Tāpēc mājās un ārvalstīs ir veikti virkne pētījumu par GAAS APD fotodetektora atsevišķo fotonu detektoriem.

Pētnieki no Milānas Universitātes Itālijā vispirms izstrādāja divdimensiju modeli, lai modelētu viena fotona īslaicīgu izturēšanoslavīna fotodetektors1997. gadā un sniedza skaitliskas simulācijas rezultātus par viena fotona lavīnu fotodetektora īslaicīgajām īpašībām. Tad 2006. gadā pētnieki izmantoja MOCVD, lai sagatavotu plānu ģeometriskoIngaas APD fotodetektorsViena fotona detektors, kas palielināja viena fotona noteikšanas efektivitāti līdz 10%, samazinot atstarojošo slāni un uzlabojot elektrisko lauku neviendabīgā saskarnē. 2014. gadā, vēl vairāk uzlabojot cinka difūzijas apstākļus un optimizējot vertikālo struktūru, viena fotona detektoram ir augstāka noteikšanas efektivitāte līdz 30%, un tā sasniedz laika krokas apmēram 87 ps. 2016. gadā Sanzaro M et al. Integrēts InGaas APD fotodetektors viena fotona detektors ar monolītu integrētu rezistoru, izstrādāja kompaktu viena fotona skaitīšanas moduli, pamatojoties uz detektoru, un ierosināja hibrīda dzēšanas metodi, kas ievērojami samazināja lavīnu lādiņu, tādējādi samazinot pēcpulsu un optisko krosstalku, samazinot laiku līdz 70 PS. Tajā pašā laikā arī citas pētniecības grupas ir veikušas pētījumus par Ingaas APDfotodetektorsviena fotona detektors. Piemēram, Princeton Lightwave ir izstrādājis Ingaas/INPAPD viena fotona detektoru ar plakano struktūru un ievietojis to komerciālā lietošanā. Šanhajas Tehniskās fizikas institūts pārbaudīja APD fotodetektora viena fotona veiktspēju, izmantojot cinka nogulšņu noņemšanu un kapacititīvo līdzsvaroto vārtu impulsa režīmu ar tumšu skaitu 3,6 × 10 ⁻⁴/ns impulsu impulsa frekvencē 1,5 MHz. Jāzeps P et al. projektēja MESA struktūru InGaas APD fotodetektora viena fotona detektoru ar platāku joslu, un kā absorbējošo slāņa materiālu izmantoja ingaasp, lai iegūtu zemāku tumšo skaitu, neietekmējot noteikšanas efektivitāti.

INGAAS APD fotodetektora viena fotona detektora darbības režīms ir bezmaksas darbības režīms, tas ir, APD fotodetektoram ir jānovirza perifērijas ķēde pēc lavīnas un atgūst pēc slāpēšanas uz noteiktu laiku. Lai samazinātu slāpēšanas kavēšanās laika ietekmi, tas ir aptuveni sadalīts divos veidos: viens ir izmantot pasīvu vai aktīvu slāpēšanas ķēdi, lai panāktu slāpēšanu, piemēram, aktīvo slāpēšanas ķēdi, ko izmanto r thew, utt Iepriekš nerealizēta problēma pēc impulsa. Turklāt noteikšanas efektivitāte pie 1550 nm ir 10%, un post-Pulse varbūtība ir samazināta līdz mazāk nekā 1%. Otrais ir realizēt ātru slāpēšanu un atgūšanu, kontrolējot aizspriedumu sprieguma līmeni. Tā kā tas nav atkarīgs no lavīnas impulsa atgriezeniskās saites kontroles, slāpēšanas kavēšanās laiks ir ievērojami samazināts un uzlabota detektora noteikšanas efektivitāte. Piemēram, LC Comandars et al. Izmanto ar vārtiem. Tika sagatavots ar vienu fotonu detektors, kura pamatā ir Ingaas/INPAPD. Viena fotona noteikšanas efektivitāte bija vairāk nekā 55% pie 1550 nm, un tika sasniegta 7% varbūtība. Pamatojoties uz to, Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitāte izveidoja LIDAR sistēmu, izmantojot vairāku režīmu šķiedru vienlaicīgi kopā ar brīva režīma InGaas APD fotodetektora viena fotona detektoru. Eksperimentālais aprīkojums ir parādīts c) un d) attēlā, un daudzslāņu mākoņu noteikšana ar 12 km augstumu tiek realizēta ar laika izšķirtspēju 1 s un telpisko izšķirtspēju 15 m.