Dènye pwogrè nan fotodetektè avalanch ki gen gwo sansiblite

Dènye pwogrè nanfotodetektè avalanch ki gen gwo sansiblite

Tanperati chanm segondè sansiblite 1550 nmdetektè fotodyòd avalanch

Nan bann enfrawouj ki toupre a (SWIR), dyòd avalanch gwo vitès ki gen gwo sansiblite yo lajman itilize nan kominikasyon optoelektwonik ak aplikasyon liDAR. Sepandan, fotodyòd avalanch enfrawouj ki toupre a (APD) aktyèl la, ki domine pa dyòd pann avalanch Endyòm galyòm asenik (InGaAs APD), te toujou limite pa bri iyonizasyon kolizyon o aza materyèl rejyon miltiplikatè tradisyonèl yo, fosfid Endyòm (InP) ak asenik Endyòm aliminyòm (InAlAs), sa ki lakòz yon rediksyon siyifikatif nan sansiblite aparèy la. Pandan ane yo, anpil chèchè ap chèche aktivman nouvo materyèl semi-kondiktè ki konpatib ak pwosesis platfòm optoelektwonik InGaAs ak InP epi ki gen pèfòmans bri iyonizasyon enpak ultra-ba menm jan ak materyèl silikon an gwo.

Detektè fotodyòd avalanch 1550 nm inovatè a ede devlopman sistèm LiDAR yo.

Yon ekip chèchè nan Wayòm Ini ak Etazini te reyisi pou premye fwa devlope yon nouvo fotodetektè APD 1550 nm ki gen yon sansiblite ultra wo.fotodetektè avalanch), yon avansman ki pwomèt pou amelyore pèfòmans sistèm LiDAR yo ak lòt aplikasyon optoelektwonik yo anpil.

Nouvo materyèl yo ofri avantaj kle

Pi gwo pwen rechèch sa a se itilizasyon inovatè materyèl yo. Chèchè yo te chwazi GaAsSb kòm kouch absòpsyon an epi AlGaAsSb kòm kouch miltiplikatè a. Konsepsyon sa a diferan de InGaAs/InP tradisyonèl la epi li pote avantaj enpòtan:

1. Kouch absòpsyon GaAsSb: GaAsSb gen yon koyefisyan absòpsyon menm jan ak InGaAs, epi tranzisyon soti nan kouch absòpsyon GaAsSb rive nan AlGaAsSb (kouch miltiplikatè) pi fasil, sa diminye efè pyèj la epi amelyore vitès ak efikasite absòpsyon aparèy la.

2. Kouch miltiplikatè AlGaAsSb: Kouch miltiplikatè AlGaAsSb la siperyè kouch miltiplikatè tradisyonèl InP ak InAlAs an tèm de pèfòmans. Sa reflete sitou nan yon gwo genyen nan tanperati chanm, yon gwo Pleasant ak yon bri depase ultra-ba.

Avèk ekselan endikatè pèfòmans

Nouvo aFotodetektè APD(detektè fotodyòd avalans) ofri tou amelyorasyon siyifikatif nan metrik pèfòmans yo:

1. Gen ultra-wo: Yo te rive jwenn gen ultra-wo 278 la nan tanperati chanm, epi dènyèman Dr. Jin Xiao te amelyore optimize estrikti a ak pwosesis la, epi yo te ogmante gen maksimòm nan rive nan M=1212.

2. Bri trè ba: montre yon bri depase ki trè ba (F < 3, genyen M = 70; F<4, genyen M=100).

3. Segondè efikasite kwantik: anba maksimòm benefis la, efikasite kwantik la rive jiska 5935.3%. Bon estabilite tanperati: sansiblite pann nan tanperati ki ba se anviwon 11.83 mV/K.

Fig 1 Bri twòp nan APDaparèy fotodetektèkonpare ak lòt fotodetektè APD yo

Pèspektiv aplikasyon laj

Nouvo APD sa a gen konsekans enpòtan pou sistèm liDAR ak aplikasyon foton yo:

1. Rapò siyal-bri amelyore: Karakteristik gwo genyen ak bri ki ba yo amelyore rapò siyal-bri a anpil, ki enpòtan pou aplikasyon nan anviwònman ki pa gen anpil foton, tankou siveyans gaz ki lakòz efè tèmik.

2. Bon konpatibilite: Nouvo fotodetektè APD a (fotodetektè avalanch) fèt pou konpatib ak platfòm optoelektwonik fosfid endyòm (InP) aktyèl yo, pou asire yon entegrasyon san pwoblèm ak sistèm kominikasyon komèsyal ki deja egziste yo.

3. Segondè efikasite operasyonèl: Li ka opere avèk efikasite nan tanperati chanm san mekanis refwadisman konplèks, senplifye deplwaman nan divès aplikasyon pratik.

Devlopman nouvo fotodetektè APD SACM 1550 nm sa a (fotodetektè avalans) reprezante yon gwo avansman nan domèn nan. Li adrese limitasyon kle ki asosye ak bri depase ak pwodwi Pleasant gen nan konsepsyon fotodetektè APD tradisyonèl yo (fotodetektè avalans). Yo prevwa inovasyon sa a pral amelyore kapasite sistèm liDAR yo, espesyalman nan sistèm liDAR san moun, ansanm ak kominikasyon nan espas lib.