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 (APD) APD) alltid vært begrenset av den tilfeldig 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.