Nedávný pokrok vFotodetektory s vysokou citlivostí lavina
Pokojová teplota Vysoká citlivost 1550 nmDetektor laviny fotodiody
V pásmu blízké infračervené (SWIR) se vysokorychlostní lavinové diody široce používají v optoelektronické komunikaci a aplikacích LiDAR. Současná blízká infračervená lavinová fotodioda (APD), v němž dominuje indium gallium arsenic lavická dioda (Ingaas APD), byla vždy omezena náhodným kolizním ionizačním šumem tradičních multiplikačních oblastí materiálů, indium fosfid (INP) a indiem alinuminum arzenem ((Indium aluminum arzenu ( Inalas), což má za následek významné snížení citlivosti zařízení. V průběhu let mnoho vědců aktivně hledá nové polovodičové materiály, které jsou kompatibilní s procesy INGAAS a INP Optoelectronic Platform a mají velmi nízký dopadový ionizační šum podobný objemovým křemíkovým materiálem.
Inovativní detektor Avalanche Photodiode 1550 NM pomáhá rozvoji systémů LiDAR
Tým vědců ve Velké Británii a Spojených státech poprvé úspěšně vyvinul novou ultra vysokou citlivost 1550 nm APD fotodetektor (A laviny fotodetektor), průlom, který slibuje výrazně zlepšit výkon systémů LiDAR a dalších optoelektronických aplikací.
Nové materiály nabízejí klíčové výhody
Vrcholem tohoto výzkumu je inovativní využití materiálů. Vědci si vybrali GaassB jako absorpční vrstvu a Algaassb jako vrstvu multiplikátoru. Tento design se liší od tradičních IngAAS/INP a přináší významné výhody:
1. Absorpční vrstva GAASSB: Gaassb má podobný absorpční koeficient vůči IngaAS a přechod z absorpční vrstvy GAASSB na AlgaassB (vrstva multiplikátoru) je snazší, snižuje efekt pasti a zlepšuje účinnost rychlosti a absorpce zařízení.
2. Vrstva multiplikátoru ALGAASSB Vrstva multiplikátoru ALGAASSB je lepší než tradiční vrstva INP a Inalas Multiplier ve výkonu. To se odráží hlavně při vysokém zisku při teplotě místnosti, vysoké šířky pásma a ultra nízkého nadměrného šumu.
S vynikajícími ukazateli výkonu
NovýAPD fotodetektor(Detektor Avalanche Photodiode) také nabízí významná zlepšení v metrikách výkonu:
1. ultra vysoký zisk: při pokojové teplotě byl dosažen ultra vysoký zisk 278 a nedávno Dr. Jin Xiao zlepšil optimalizaci a proces struktury a maximální zisk byl zvýšen na M = 1212.
2. Velmi nízký šum: ukazuje velmi nízký nadbytek (F <3, zisk M = 70; f <4, zisk M = 100).
3. Vysoká kvantová účinnost: Při maximálním zisku je kvantová účinnost až 5935,3%. Silná teplotní stabilita: Citlivost na rozpad při nízké teplotě je asi 11,83 mV/k.
Obr. 1 Přebytečný šum APDzařízení fotodetektoruve srovnání s jiným fotodetektorem APD
Vyhlídky na široké aplikace
Tento nový APD má důležité důsledky pro systémy LiDAR a fotonové aplikace:
1. Vylepšený poměr signál-šum: charakteristiky s vysokým ziskem a nízkým šumem výrazně zlepšují poměr signál-šum, který je rozhodující pro aplikace v prostředí chudých na fotony, jako je monitorování skleníkových plynů.
2. silná kompatibilita: Nový Photodetektor APD (Avalanche Photodetektor) je navržen tak, aby byl kompatibilní se současnými optoelektronickými platformami India (INP), což zajišťuje bezproblémovou integraci se stávajícími komerčními komunikačními systémy.
3. vysoká provozní účinnost: Může fungovat efektivně při teplotě místnosti bez komplexních chladicích mechanismů, což zjednodušuje nasazení v různých praktických aplikacích.
Vývoj tohoto nového fotodetektoru APD 1550 nm SACM APD (Avalanche Photodetektor) představuje hlavní průlom v poli, řeší klíčová omezení spojená s nadbytečným hlukem a získává produkty šířky pásma v tradičních designech fotodetektoru APD (Avalanche Photodetector). Očekává se, že tato inovace posílí schopnosti systémů LiDAR, zejména v bezpilotních systémech Lidar, jakož i komunikaci s volným prostorem.
Čas příspěvku: leden-13-2025