Nyere fremskritt innen høyfølsomhet Avalanche fotodetektorer

Nyere fremskritt iHøyfølsomhet Avalanche fotodetektorer

Romtemperatur høy følsomhet 1550 nmAvalanche fotodiodedetektor

I det nærmeste infrarøde (SWIR) båndet er høye følsomhet høyhastighets skreddioder mye brukt i optoelektronisk kommunikasjon og LIDAR -applikasjoner. Imidlertid har den nåværende nesten-infrarøde skredfotodioden (APD) dominert av indiumgallium arsen skred-nedbrytningsdiode (Ingaas APD) alltid vært begrenset av den tilfeldige kollisjonsioniseringsstøyen til tradisjonell multiplikatorregion, indiumfosfid (INP) og indiumaluminumarsen (indiumfosfid (INP) og indiumaluminumarsen (INP) Inalas), noe som resulterer i en betydelig reduksjon i enhetens følsomhet. Gjennom årene er mange forskere aktivt på jakt etter nye halvledermaterialer som er kompatible med InGAAs og INP Optoelektroniske plattformprosesser og har ultra-lav påvirkning av ioniseringsstøyytelse som ligner på bulk silisiummaterialer.

Den innovative 1550 nm avalanche fotodiodedetektor hjelper utviklingen av LIDAR -systemer

Et team av forskere i Storbritannia og USA har for første gang med suksess utviklet en ny ultrahøy følsomhet 1550 nm APD-fotodetektor (Avalanche fotodetektor), et gjennombrudd som lover å forbedre ytelsen til LIDAR -systemer og andre optoelektroniske applikasjoner.

Nye materialer tilbyr viktige fordeler

Høydepunktet i denne forskningen er den innovative bruken av materialer. Forskerne valgte GAASSB som absorpsjonslag og algeassb som multiplikatorlag. Denne designen skiller seg fra tradisjonelle Ingaas/INP og gir betydelige fordeler:

1.Gaassb Absorpsjonslag: GAASSB har en lignende absorpsjonskoeffisient som InGAAS, og overgangen fra GAASSB -absorpsjonslag til algaassB (multiplikatorlag) er enklere, reduserer felleffekten og forbedrer hastigheten og absorpsjonseffektiviteten til enheten.

2.ALGAASSB Multiplikatorlag: AlgaASSB multiplikatorlag er overlegen i forhold til tradisjonelt INP og inalas multiplikatorlag i ytelse. Det gjenspeiles hovedsakelig i høy forsterkning ved romtemperatur, høy båndbredde og ultra-lav overflødig støy.

Med utmerkede ytelsesindikatorer

Det nyeAPD fotodetektor(Avalanche Photodiode Detector) tilbyr også betydelige forbedringer i ytelsesmålinger:

1. Ultrahøy gevinst: Den ultrahøye forsterkningen på 278 ble oppnådd ved romtemperatur, og nylig forbedret Dr. Jin Xiao strukturoptimaliseringen og prosessen, og maksimal forsterkning ble økt til M = 1212.

2. Meget lav støy: Viser veldig lav overflødig støy (f <3, forsterkning m = 70; f <4, gevinst m = 100).

3. Sterk temperaturstabilitet: nedbrytningsfølsomhet ved lav temperatur er omtrent 11,83 mV/k.

Fig 1 overflødig støy fra APDFotodetektorenhetersammenlignet med andre APD -fotodetektor

Brede applikasjonsutsikter

Denne nye APD har viktige implikasjoner for LIDAR -systemer og fotonapplikasjoner:

1. Forbedret signal-til-støy-forhold: Høyt forsterkning og lavstøyegenskaper forbedrer signal-til-støy-forholdet betydelig, som er avgjørende for applikasjoner i fotonfattige miljøer, for eksempel overvåking av klimagass.

2. Sterk kompatibilitet: Den nye APD -fotodetektoren (Avalanche Photodetector) er designet for å være kompatibel med nåværende indiumfosfid (INP) optoelektronikkplattformer, og sikrer sømløs integrasjon med eksisterende kommersielle kommunikasjonssystemer.

3.

Utviklingen av denne nye 1550 NM SACM APD -fotodetektoren (Avalanche Photodetector) representerer et stort gjennombrudd i feltet, adresserer nøkkelbegrensninger assosiert med overflødig støy og får båndbreddeprodukter i tradisjonelle APD -fotodetektor (Avalanche Photodetector) design. Denne innovasjonen forventes å øke mulighetene til LIDAR-systemer, spesielt i ubemannede LIDAR-systemer, samt kommunikasjon med fri rom.