Kemajuan terbaru dalamFotodetektor longsor sensitivitas tinggi
Suhu Kamar Sensitivitas Tinggi 1550 NmDetektor fotodiode longsoran
Dalam pita inframerah dekat (SWIR), dioda longsor kecepatan tinggi sensitivitas tinggi banyak digunakan dalam komunikasi optoelektronik dan aplikasi LIDAR. However, the current near-infrared avalanche photodiode (APD) dominated by Indium gallium arsenic avalanche breakdown diode (InGaAs APD) has always been limited by the random collision ionization noise of traditional multiplier region materials, indium phosphide (InP) and indium aluminum arsenic ( Inalas), menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam sensitivitas perangkat. Selama bertahun-tahun, banyak peneliti secara aktif mencari bahan semikonduktor baru yang kompatibel dengan INGAA dan proses platform optoelektronik INP dan memiliki kinerja kebisingan ionisasi dampak ultra-rendah yang mirip dengan bahan silikon curah.
Detektor photodiode longsor 1550 nm yang inovatif membantu pengembangan sistem LIDAR
Sebuah tim peneliti di Inggris dan Amerika Serikat untuk pertama kalinya berhasil mengembangkan sensitivitas ultra-tinggi baru 1550 NM APD Photodetector (Avalanche Photodetector), terobosan yang menjanjikan untuk sangat meningkatkan kinerja sistem LIDAR dan aplikasi optoelektronik lainnya.
Bahan baru menawarkan keunggulan utama
Sorotan dari penelitian ini adalah penggunaan materi yang inovatif. Para peneliti memilih GAASSB sebagai lapisan penyerapan dan algaassb sebagai lapisan pengganda. Desain ini berbeda dari INGAA/INP tradisional dan membawa keuntungan yang signifikan:
1.GaassB Layer Absorption: GAASSB memiliki koefisien penyerapan yang sama dengan INGAA, dan transisi dari lapisan penyerapan GaSasB ke algaassB (lapisan pengganda) lebih mudah, mengurangi efek perangkap dan meningkatkan kecepatan dan efisiensi penyerapan perangkat.
2.AlgaassB Multiplier Layer: Lapisan pengali algaassB lebih unggul daripada lapisan pengganda INP dan inalas tradisional dalam kinerja. Ini terutama tercermin dalam gain tinggi pada suhu kamar, bandwidth tinggi dan kebisingan berlebih yang sangat rendah.
Dengan indikator kinerja yang sangat baik
Yang baruAPD Photodetector(Avalanche Photodiode Detector) juga menawarkan peningkatan yang signifikan dalam metrik kinerja:
1. Gain ultra-tinggi: Gain ultra-tinggi 278 dicapai pada suhu kamar, dan baru-baru ini Dr. Jin Xiao meningkatkan optimasi dan proses struktur, dan gain maksimum meningkat menjadi M = 1212.
2. Noise yang sangat rendah: menunjukkan kebisingan berlebih yang sangat rendah (F <3, gain M = 70; f <4, gain m = 100).
3. Efisiensi kuantum tinggi: Di bawah gain maksimum, efisiensi kuantum setinggi 5935,3%. Stabilitas suhu yang kuat: Sensitivitas kerusakan pada suhu rendah adalah sekitar 11,83 mV/k.
Gambar 1 Kelebihan Noise APDperangkat fotodetektordibandingkan dengan fotodetektor APD lainnya
Prospek aplikasi yang luas
APD baru ini memiliki implikasi penting untuk sistem LIDAR dan aplikasi foton:
1. Peningkatan rasio sinyal-to-noise: Gain tinggi dan karakteristik kebisingan rendah secara signifikan meningkatkan rasio sinyal-ke-noise, yang sangat penting untuk aplikasi di lingkungan miskin foton, seperti pemantauan gas rumah kaca.
2. Kompatibilitas Kuat: Fotodetektor APD baru (Avalanche Photodetector) dirancang untuk kompatibel dengan platform optoelektronika indium fosfide (INP) saat ini, memastikan integrasi tanpa batas dengan sistem komunikasi komersial yang ada.
3. Efisiensi operasional yang tinggi: dapat beroperasi secara efisien pada suhu kamar tanpa mekanisme pendinginan yang kompleks, menyederhanakan penyebaran dalam berbagai aplikasi praktis.
Pengembangan fotodetektor APD sacm 1550 nm baru ini (Avalanche Photodetector) mewakili terobosan besar di lapangan, membahas keterbatasan kunci yang terkait dengan kelebihan kebisingan dan mendapatkan produk bandwidth dalam desain fotodetektor APD tradisional (Avalanche Photodetector). Inovasi ini diharapkan dapat meningkatkan kemampuan sistem LIDAR, terutama dalam sistem LIDAR tak berawak, serta komunikasi ruang bebas.
Waktu posting: Jan-13-2025