Prensip la ak sitiyasyon prezan nanphotodetector lavalas (APD photodetector) Pati De
2.2 APD estrikti chip
Estrikti chip rezonab se garanti debaz la nan aparèy pèfòmans segondè. Konsepsyon estriktirèl APD sitou konsidere tan konstan RC, kaptire twou nan eterojunction, tan transpò piblik konpayi asirans nan rejyon rediksyon ak sou sa. Se devlopman nan estrikti li yo rezime anba a:
(1) estrikti de baz yo
Se estrikti a APD ki pi senp ki baze sou photodiode a PIN, rejyon an P ak N rejyon yo lou doped, ak N-kalite a oswa P-kalite rejyon doubl-repèlan se prezante nan rejyon an adjasan P oswa N rejyon jenere elektwon segondè ak pè twou, konsa tankou reyalize anplifikasyon an nan photocurrent prensipal la. Pou materyèl seri INP, paske koyefisyan ionization enpak twou a pi gran pase koyefisyan ionizasyon enpak elèktron, rejyon an nan N-kalite dopan anjeneral mete yo nan rejyon an P. Nan yon sitiyasyon ideyal, se sèlman twou yo sou fòm piki nan rejyon an jwenn, se konsa estrikti sa a yo rele yon estrikti twou-enjeksyon.
(2) absòpsyon ak benefis yo distenge
Akòz karakteristik yo ki diferans lajè bann nan INP (INP se 1.35EV ak IngaAs se 0.75EV), INP se anjeneral yo itilize kòm materyèl la zòn benefis ak IngaaS kòm materyèl la zòn absòpsyon.
(3) Estrikti yo absòpsyon, gradyan ak benefis (SAGM) yo pwopoze respektivman
Kounye a, pifò aparèy APD komèsyal yo itilize materyèl INP/INGAAS, INGAAS kòm kouch absòpsyon, INP anba segondè jaden elektrik (> 5x105v/cm) san yo pa pann, yo ka itilize kòm yon materyèl zòn benefis. Pou materyèl sa a, konsepsyon sa a APD se ke se pwosesis la lavalas ki te fòme nan N-kalite INP a pa kolizyon an nan twou. Lè ou konsidere gwo diferans lan nan diferans ki genyen ant INP ak IngaaS, diferans nivo enèji nan sou 0.4EV nan gwoup la valans fè twou yo ki te pwodwi nan kouch nan absòpsyon IngaaS bloke nan kwen an heterojunction anvan yo rive nan kouch nan miltiplikatè INP ak vitès la se anpil redwi, sa ki lakòz yon tan repons long ak bandwidth etwat sa a APD. Pwoblèm sa a ka rezoud pa ajoute yon kouch tranzisyon Ingaasp ant de materyèl yo.
(4) Absòpsyon, gradyan, chaj ak benefis (SAGCM) estrikti yo pwopoze respektivman
Yo nan lòd yo plis ajiste distribisyon an jaden elektrik nan kouch nan absòpsyon ak kouch nan jwenn, se kouch nan chaj prezante nan konsepsyon nan aparèy, ki anpil amelyore vitès la aparèy ak reyaksyon.
(5) Resonateur ranfòse (RCE) estrikti SAGCM
Nan konsepsyon ki pi wo a pi bon nan detektè tradisyonèl yo, nou dwe fè fas a lefèt ke epesè nan kouch nan absòpsyon se yon faktè kontradiktwa pou vitès la aparèy ak efikasite pwopòsyonèl. Epesè a mens nan kouch la absòbe ka diminye tan an transpò piblik konpayi asirans, se konsa yon gwo Pleasant ka jwenn. Sepandan, an menm tan an, yo nan lòd yo jwenn pi wo efikasite pwopòsyon, kouch nan absòpsyon bezwen gen yon epesè ase. Solisyon a pwoblèm sa a ka kavite a sonan (RCE) estrikti, se sa ki, se distribye Bragg reflektè a (DBR) ki fèt nan pati anba a ak tèt nan aparèy la. Miwa DBR la konsiste de de kalite materyèl ki gen endèks ki ba refraktif ak endèks segondè refraktif nan estrikti, ak de la grandi variantes, ak epesè a nan chak kouch satisfè ensidan an limyè longèdonn 1/4 nan semi -kondiktè la. Estrikti a rezonatè nan detektè a ka satisfè kondisyon yo vitès, ka epesè nan kouch nan absòpsyon dwe fè trè mens, epi li se efikasite nan pwopòsyon nan elèktron la ogmante apre plizyè refleksyon.
(6) Estrikti onn kwen-makonnen (WG-APD)
Yon lòt solisyon yo rezoud kontradiksyon an nan efè diferan nan epesè kouch absòpsyon sou vitès aparèy ak efikasite pwopòsyon se prezante kwen-makonnen estrikti onn. Estrikti sa a antre nan limyè ki soti nan bò a, paske kouch absòpsyon an trè long, li fasil pou jwenn gwo efikasite pwopòsyonèl, e an menm tan an, ka kouch absòpsyon an dwe fè trè mens, diminye tan transpò piblik la. Se poutèt sa, estrikti sa a rezoud depandans nan diferan nan Pleasant ak efikasite sou epesè nan kouch nan absòpsyon, epi yo espere reyalize gwo pousantaj ak segondè quantum efikasite APD. Pwosesis la nan WG-APD se pi senp pase sa yo ki an RCE APD, ki elimine pwosesis la preparasyon konplike nan glas DBR. Se poutèt sa, li se plis posib nan jaden an pratik ak apwopriye pou avyon komen koneksyon optik.
3. Konklizyon
Devlopman AvalanchphotodetectorMateryèl ak aparèy revize. Pousantaj yo elèktron ak twou kolizyon ionization nan materyèl INP yo fèmen nan sa yo ki nan INALAS, ki mennen nan pwosesis la doub nan de konpayi asirans lan senblions, ki fè tan an bilding lavalas ankò ak bri a ogmante. Konpare ak materyèl pi inalas, IngaaS (P) /inalas ak nan (Al) GaAs /inalas quantum byen estrikti gen yon rapò ogmante nan koefisyan ionizasyon kolizyon, se konsa pèfòmans nan bri ka anpil chanje. An tèm de estrikti, resonatè ranfòse (RCE) estrikti SAGCM ak kwen-makonnen estrikti onn (WG-APD) yo devlope yo nan lòd yo rezoud kontradiksyon yo nan efè diferan nan epesè kouch absòpsyon sou vitès aparèy ak efikasite pwopòsyonèl. Akòz konpleksite nan pwosesis la, aplikasyon an plen pratik nan de estrikti sa yo bezwen yo dwe plis eksplore.
Post tan: Nov-14-2023