Prensip la ak sitiyasyon prezan nan fotodetektè lavalas (APD photodetector) Pati De

Prensip la ak sitiyasyon prezan nanfotodetektè lavalas (APD fotodetektè) Dezyèm Pati

2.2 APD chip estrikti
Estrikti chip rezonab se garanti debaz aparèy pèfòmans segondè. Konsepsyon estriktirèl APD sitou konsidere konstan tan RC, kaptire twou nan heterojunction, tan transpò konpayi asirans nan rejyon rediksyon ak sou sa. Devlopman nan estrikti li yo rezime anba a:

(1) Estrikti debaz
Estrikti APD ki pi senp la baze sou fotodyode PIN la, rejyon P ak rejyon N yo dope anpil, epi rejyon an doub repouse N-tip oswa P-tip prezante nan rejyon P adjasan oswa rejyon N pou jenere elektwon segondè ak twou. pè, konsa tankou reyalize anplifikasyon nan fotokouran prensipal la. Pou materyèl seri InP, paske koyefisyan ionizasyon enpak twou a pi gran pase koyefisyan ionizasyon enpak elèktron, rejyon an genyen nan dopaj N-tip anjeneral mete nan rejyon P. Nan yon sitiyasyon ideyal, sèlman twou yo enjekte nan rejyon an genyen, kidonk estrikti sa a yo rele yon estrikti twou-enjekte.

(2) Yo distenge absòpsyon ak benefis
Akòz karakteristik sa yo espas lajè nan InP (InP se 1.35eV ak InGaAs se 0.75eV), InP se anjeneral itilize kòm materyèl la zòn benefis ak InGaAs kòm materyèl la zòn absòpsyon.

(3) Yo pwopoze estrikti absòpsyon, gradyan ak pwogrè (SAGM) respektivman
Kounye a, pifò aparèy APD komèsyal yo itilize materyèl InP/InGaAs, InGaAs kòm kouch absòpsyon, InP anba gwo jaden elektrik (> 5x105V/cm) san pann, yo ka itilize kòm yon materyèl zòn benefis. Pou materyèl sa a, konsepsyon APD sa a se ke pwosesis lavalas la fòme nan N-tip InP pa kolizyon twou yo. Lè nou konsidere gwo diferans ki genyen nan diferans nan gwoup ant InP ak InGaAs, diferans nan nivo enèji nan apeprè 0.4eV nan gwoup la valence fè twou yo pwodwi nan kouch absòpsyon InGaAs obstrue nan kwen an heterojunction anvan yo rive nan kouch miltiplikatè InP ak vitès la anpil. redwi, sa ki lakòz yon tan repons long ak Pleasant etwat nan APD sa a. Pwoblèm sa a ka rezoud lè w ajoute yon kouch tranzisyon InGaAsP ant de materyèl yo.

(4) Yo pwopoze estrikti absòpsyon, gradyan, chaj ak benefis (SAGCM) respektivman
Yo nan lòd yo plis ajiste distribisyon an jaden elektrik nan kouch nan absòpsyon ak kouch nan genyen, se kouch chaj la prezante nan konsepsyon aparèy la, ki amelyore anpil vitès aparèy la ak reyaksyon.

(5) Estrikti SAGCM Resonator amelyore (RCE).
Nan konsepsyon pi wo a pi wo a 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 pwopòsyon. Epesè a mens nan kouch absòbe a ka diminye tan transpò konpayi asirans lan, kidonk yo ka jwenn yon gwo Pleasant. Sepandan, an menm tan an, yo nan lòd yo jwenn pi wo efikasite pwopòsyon, kouch nan absòpsyon bezwen gen yon epesè ase. Solisyon pwoblèm sa a kapab estrikti kavite sonans (RCE), se sa ki, distribiye Bragg Reflector (DBR) fèt nan pati anba a ak nan tèt aparèy la. DBR glas la konsiste de de kalite materyèl ki gen endèks refraktif ki ba ak gwo endèks refraktif nan estrikti, ak de yo grandi altènativman, ak epesè nan chak kouch satisfè longèdonn limyè ensidan an 1/4 nan semi-conducteurs la. Estrikti resonator detektè a ka satisfè kondisyon vitès yo, epesè kouch absòpsyon an ka fè trè mens, epi efikasite pwopòsyon elektwon an ogmante apre plizyè refleksyon.

(6) Estrikti gid ond ki makonnen kwen (WG-APD)
Yon lòt solisyon pou rezoud kontradiksyon efè diferan nan epesè kouch absòpsyon sou vitès aparèy ak efikasite pwopòsyon se prezante estrikti waveguide kwen-kouple. Estrikti sa a antre nan limyè ki soti nan bò a, paske kouch absòpsyon an trè long, li fasil pou jwenn efikasite pwopòsyon segondè, epi an menm tan an, kouch absòpsyon an ka fè trè mens, diminye tan transpò transpò konpayi asirans lan. Se poutèt sa, estrikti sa a rezoud depandans diferan nan Pleasant ak efikasite sou epesè nan kouch absòpsyon, epi li espere reyalize pousantaj segondè ak segondè efikasite pwopòsyon APD. Pwosesis WG-APD pi senp pase RCE APD, ki elimine pwosesis preparasyon konplike miwa DBR. Se poutèt sa, li se pi plis posib nan jaden an pratik ak apwopriye pou koneksyon avyon komen optik.

3. Konklizyon
Devlopman lavalasfotodetektèmateryèl ak aparèy yo revize. Pousantaj iyonizasyon elèktron ak twou kolizyon materyèl InP yo tou pre sa yo ki nan InAlAs, ki mennen nan pwosesis doub nan de senyon konpayi asirans yo, ki fè tan an bilding lavalas pi long ak bri a ogmante. Konpare ak materyèl InAlAs pi, InGaAs (P) / InAlAs ak nan (Al) GaAs / InAlAs pwopòsyon estrikti byen gen yon rapò ogmante nan koyefisyan iyonizasyon kolizyon, kidonk pèfòmans nan bri ka chanje anpil. An tèm de estrikti, estrikti SAGCM resonator améliorée (RCE) ak estrikti waveguide kwen makonnen (WG-APD) yo devlope yo nan lòd yo rezoud kontradiksyon yo nan efè diferan nan epesè kouch absòpsyon sou vitès aparèy ak efikasite pwopòsyon. Akòz konpleksite pwosesis la, aplikasyon an pratik konplè de estrikti sa yo bezwen plis eksplore.