Single Photon Ingaas Photodetectorction

Jediný fotonIngaas fotodetektor

S rychlým vývojem Lidaru,detekce světlaTechnologie a technologie v oblasti automatického sledování vozidel pro sledování vozidel mají také vyšší požadavky, citlivost a časové rozlišení detektoru použitého v tradiční technologii detekce nízkého světla nemůže splnit skutečné potřeby. Jeden foton je nejmenší energetická jednotka světla a detektor se schopností detekce jediného fotonu je konečným nástrojem detekce nízkého světla. Ve srovnání s IngaasAPD fotodetektor, jednofotonové detektory založené na fotodetektoru IngaAS APD mají vyšší rychlost, citlivost a účinnost. Proto byla doma i v zahraničí prováděna řada výzkumů na fotodetektorech In-GAAS APD.

Vědci z Milánské univerzity v Itálii poprvé vyvinuli dvourozměrný model, který simuluje přechodné chování jediného fotonuA laviny fotodetektorV roce 1997 a poskytl numerické simulační výsledky přechodných charakteristik jediného fotonového fotodetektoru laviny. Poté v roce 2006 vědci použili MOCVD k přípravě rovinného geometrickéhoIngaas APD fotodetektorDetektor jednoho fotonu, který zvýšil účinnost detekce jednoho fototonu na 10% snížením reflexní vrstvy a zvýšením elektrického pole na heterogenním rozhraní. V roce 2014 má detektor s jedním fototonem dalším zlepšením podmínek difúze zinku a optimalizací vertikální struktury vyšší účinnost detekce až 30%a dosahuje načasovacího chvění asi 87 ps. V roce 2016 Sanzaro M et al. Integroval fotodetektor IngaAS APD s jedním fototonem detektorem s monolitickým integrovaným rezistorem, navrhl kompaktní modul pro počítač s jedním fotononem založeným na detektoru a navrhl hybridní zhřbecí metodu, která výrazně snížila lavinový náboj, čímž se redukuje post-pulzní a optický chrobec a a opticky a optická chrobka a Snížení načasování na 70 ps. Současně provedly další výzkumné skupiny také výzkum Ingaas APDfotodetektorjediný fotonový detektor. Například Princeton Lightwave navrhl detektor fotonového detektoru Ingaas/INPAPD s rovinnou strukturou a uvedl jej do komerčního použití. Šanghajský institut technické fyziky testoval výkon APD fotodetektoru APD pomocí odstranění usazenin zinku a kapacitní vyvážený režim brány s tmavým počtem 3,6 x 10 ⁻⁴/ns pulsu při pulzní frekvenci 1,5 MHz. Joseph P et al. Navrhl strukturu Mesa IngaAS APD Photodetektor s jediným fotonovým detektorem s širším bandgap a použil IngaASP jako absorbující materiál vrstvy k získání nižšího tmavého počtu, aniž by to ovlivnilo účinnost detekce.

Provozní režim INGAAS APD Photodetektor jediného fotonového detektoru je volný provozní režim, tj. Fotodetektor APD musí po dobu laviny uhasit periferní obvod a zotavit se po určitou dobu. Aby se zkrátil dopad doby zpoždění zhášení, je zhruba rozdělen na dva typy: jedním je použití pasivního nebo aktivního zhášecího obvodu k dosažení zhášení, jako je aktivní zhášení používaný R thew atd. Obrázek (a) , (b) je zjednodušený diagram elektronického ovládání a aktivního zhášecího obvodu a jeho spojení s fotodetektorem APD, který byl vyvinut tak, aby pracoval v bráně nebo volném režimu, což výrazně snižovalo dříve nerealizovaný problém po pulsu. Kromě toho je účinnost detekce při 1550 nm 10%a pravděpodobnost post-pulsu je snížena na méně než 1%. Druhým je realizovat rychlé zhášení a zotavení kontrolou úrovně zkreslení napětí. Protože to nezávisí na kontrole zpětné vazby nad lavinovým pulsem, doba zpoždění zhášení se výrazně zkrátí a detekční účinnost detektoru se zlepšuje. Například LC Comandar et al používají Gated Mode. Byl připraven uzavřený jednofotonový detektor založený na IngaAS/INPAPD. Účinnost detekce jednoho fototonu byla více než 55% při 1550 nm a byla dosažena pravděpodobnost post-pulse 7%. Na tomto základě Čína University of Science and Technology zřídila systém LiDAR s využitím víceúčelového vlákna současně spojeného s volným režimem INGAAS APD Photodetektor s jedním fotonovým detektorem. Experimentální zařízení je znázorněno na obrázku (c) a (d) a detekce vícevrstvých mraků o výšce 12 km je realizována s časovým rozlišením 1 s a prostorovým rozlišením 15 m.