Enkelt Photon Ingaas Photodetektor

Enkelt fotonIngaas Photodetector

Med den raske utviklingen av Lidar,LysdeteksjonTeknologi og varierende teknologi som brukes til automatisk sporing av kjøretøysporing av bildeknapper har også høyere krav, følsomheten og tidsoppløsningen til detektoren som brukes i den tradisjonelle deteksjonsteknologien med lite lys, kan ikke oppfylle de faktiske behovene. Enkelt foton er den minste energienheten for lys, og detektoren med evnen til enkeltfotondeteksjon er det endelige verktøyet for deteksjon med lite lys. Sammenlignet med IngaasAPD fotodetektor, enkeltfotondetektorer basert på APD-fotodetektor APD har høyere responshastighet, følsomhet og effektivitet. Derfor er en serie undersøkelser om APD-fotodetektorens enkeltfotondetektorer blitt utført hjemme og i utlandet.

Forskere fra University of Milano i Italia utviklet først en todimensjonal modell for å simulere den forbigående oppførselen til et enkelt fotonAvalanche fotodetektorI 1997, og ga numeriske simuleringsresultater av de forbigående egenskapene til en enkelt fotonskred fotodetektor. Så i 2006 brukte forskerne MOCVD for å utarbeide en plan geometriskIngaas APD -fotodetektorEnkelt fotondetektor, som økte effektiviteten til enkeltfotondeteksjon til 10% ved å redusere det reflekterende laget og forbedre det elektriske feltet ved det heterogene grensesnittet. I 2014, ved å forbedre sinkdiffusjonsforholdene ytterligere og optimalisere den vertikale strukturen, har enkeltfotondetektoren en høyere deteksjonseffektivitet, opptil 30%, og oppnår en timing-jitter på omtrent 87 ps. I 2016 har Sanzaro M et al. Integrert InGAAS APD-fotodetektor-enfotondetektor med en monolitisk integrert motstand, designet en kompakt en-foton tellemodul basert på detektoren, og foreslo en hybrid slukningsmetode som reduserte avalanche-ladningen, og reduserte dermed post-pulse og optisk krysning og reduserende timing-jitter til å ps. Samtidig har andre forskningsgrupper også utført forskning på Ingaas APDfotodetektorenkelt fotondetektor. For eksempel har Princeton Lightwave designet InGAAS/InPAPD enkeltfotondetektor med plan struktur og lagt den i kommersiell bruk. Shanghai Institute of Technical Physics testet enkeltfotonytelsen til APD-fotodetektor ved bruk av fjerning av sinkavsetninger og den kapasitive balanserte portpulsmodusen med en mørk telling på 3,6 × 10 ⁻⁴/Ns puls med en pulsfrekvens på 1,5 MHz. Joseph P et al. Designet MESA -strukturen Ingaas APD -fotodetektor enkelt fotondetektor med et bredere båndgap, og brukte Ingaasp som det absorberende lagmaterialet for å oppnå et lavere mørkt antall uten å påvirke deteksjonseffektiviteten.

Driftsmodus for IngaAS APD -fotodetektor enkeltfotondetektor er gratis driftsmodus, det vil si at APD -fotodetektoren må slukke periferkretsen etter at et snøskred oppstår, og gjenopprette etter slukking i en periode. For å redusere effekten av slukkende forsinkelsestid, er den omtrent delt inn i to typer: en er å bruke passiv eller aktiv slukkekrets for å oppnå slukking, for eksempel den aktive slukkekretsen som brukes av R Thew, etc. Figur (A), (B) er et forenklet diagram av den elektroniske kontrollen og aktivt quatching Circed og dens tilkobling av APD -diagrammet som har blitt en forenklet som har blitt en forenklet som har blitt en forenklet som har blitt en forenklet, og den har blitt en forenklet som har en forenklet. redusere det tidligere urealiserte problemet etter puls. Videre er deteksjonseffektiviteten ved 1550 nm 10%, og sannsynligheten for postpuls reduseres til under 1%. Det andre er å realisere rask slukking og utvinning ved å kontrollere nivået av skjevspenning. Siden det ikke avhenger av tilbakemeldingskontrollen av snøskredpuls, reduseres forsinkelsestiden for slukking betydelig og deteksjonseffektiviteten til detektoren forbedres. For eksempel bruker LC Comandar et al den inngjerdede modusen. En inngjerdet enkeltfotondetektor basert på InGAAS/InPAPD ble utarbeidet. Effektiviteten til enfotondeteksjon var over 55% ved 1550 nm, og sannsynligheten for 7% ble oppnådd. På dette grunnlaget etablerte China University of Science and Technology et LIDAR-system som bruker flermodus fiber samtidig kombinert med en fri-modus Ingaas APD-fotodetektor enkeltfotondetektor. Det eksperimentelle utstyret er vist i figur (c) og (d), og deteksjonen av flerlags skyer med en høyde på 12 km realiseres med en tidsoppløsning på 1 s og en romlig oppløsning på 15 m.