मध्ये अलीकडील प्रगतीउच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर
खोलीचे तापमान उच्च संवेदनशीलता १५५० एनएमहिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर
जवळच्या इन्फ्रारेड (SWIR) बँडमध्ये, उच्च संवेदनशीलता असलेले हाय स्पीड हिमस्खलन डायोड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक कम्युनिकेशन आणि liDAR अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. तथापि, इंडियम गॅलियम आर्सेनिक हिमस्खलन ब्रेकडाउन डायोड (InGaAs APD) द्वारे वर्चस्व असलेले सध्याचे जवळचे-इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडायोड (APD) नेहमीच पारंपारिक गुणक प्रदेश सामग्री, इंडियम फॉस्फाइड (InP) आणि इंडियम अॅल्युमिनियम आर्सेनिक (InAlAs) च्या यादृच्छिक टक्कर आयनीकरण आवाजामुळे मर्यादित राहिले आहे, ज्यामुळे उपकरणाची संवेदनशीलता लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे. गेल्या काही वर्षांत, अनेक संशोधक सक्रियपणे नवीन अर्धसंवाहक सामग्री शोधत आहेत जी InGaAs आणि InP ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्लॅटफॉर्म प्रक्रियांशी सुसंगत आहेत आणि बल्क सिलिकॉन सामग्रीसारखी अल्ट्रा-लो इम्पॅक्ट आयनीकरण आवाज कामगिरी करतात.
नाविन्यपूर्ण १५५० एनएम हिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर LiDAR प्रणालींच्या विकासास मदत करतो
युनायटेड किंग्डम आणि युनायटेड स्टेट्समधील संशोधकांच्या एका पथकाने पहिल्यांदाच यशस्वीरित्या एक नवीन अल्ट्रा-हाय सेन्सिटिव्हिटी १५५० एनएम एपीडी फोटोडिटेक्टर विकसित केला आहे (हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर), एक प्रगती जी LiDAR प्रणाली आणि इतर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांच्या कामगिरीमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा करण्याचे आश्वासन देते.
नवीन साहित्याचे प्रमुख फायदे आहेत
या संशोधनाचे वैशिष्ट्य म्हणजे साहित्याचा नाविन्यपूर्ण वापर. संशोधकांनी शोषण थर म्हणून GaAsSb आणि गुणक थर म्हणून AlGaAsSb निवडले. ही रचना पारंपारिक InGaAs/InP पेक्षा वेगळी आहे आणि त्याचे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत:
१.GaAsSb शोषण थर: GaAsSb मध्ये InGaAs सारखाच शोषण गुणांक आहे आणि GaAsSb शोषण थरापासून AlGaAsSb (गुणक थर) मध्ये संक्रमण सोपे आहे, ज्यामुळे ट्रॅप इफेक्ट कमी होतो आणि उपकरणाची गती आणि शोषण कार्यक्षमता सुधारते.
२.AlGaAsSb गुणक थर: AlGaAsSb गुणक थर कामगिरीच्या बाबतीत पारंपारिक InP आणि InAlAs गुणक थरांपेक्षा श्रेष्ठ आहे. हे प्रामुख्याने खोलीच्या तापमानात उच्च वाढ, उच्च बँडविड्थ आणि अल्ट्रा-लो अतिरिक्त आवाजात प्रतिबिंबित होते.
उत्कृष्ट कामगिरी निर्देशकांसह
नवीनएपीडी फोटोडिटेक्टर(अ‍ॅव्हलांच फोटोडायोड डिटेक्टर) कामगिरी मेट्रिक्समध्ये लक्षणीय सुधारणा देखील देते:
१. अति-उच्च वाढ: खोलीच्या तपमानावर २७८ चा अति-उच्च वाढ साध्य झाला आणि अलीकडेच डॉ. जिन झियाओ यांनी रचना ऑप्टिमायझेशन आणि प्रक्रिया सुधारली आणि कमाल वाढ M=१२१२ पर्यंत वाढवली.
२. खूप कमी आवाज: खूप कमी अतिरिक्त आवाज दाखवतो (F < 3, वाढ M = 70; F<4, वाढ M=100).
३. उच्च क्वांटम कार्यक्षमता: जास्तीत जास्त वाढीच्या खाली, क्वांटम कार्यक्षमता ५९३५.३% इतकी जास्त असते. मजबूत तापमान स्थिरता: कमी तापमानात ब्रेकडाउन संवेदनशीलता सुमारे ११.८३ mV/K आहे.
आकृती १ APD चा अतिरिक्त आवाजफोटोडिटेक्टर उपकरणेइतर APD फोटोडिटेक्टरशी तुलना
विस्तृत अनुप्रयोग शक्यता
या नवीन APD चे liDAR प्रणाली आणि फोटॉन अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वाचे परिणाम आहेत:
१. सुधारित सिग्नल-टू-नॉइज रेशो: उच्च वाढ आणि कमी आवाजाची वैशिष्ट्ये सिग्नल-टू-नॉइज रेशोमध्ये लक्षणीय सुधारणा करतात, जे हरितगृह वायू निरीक्षणासारख्या फोटॉन-कमी-कमी वातावरणात अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वपूर्ण आहे.
२. मजबूत सुसंगतता: नवीन एपीडी फोटोडिटेक्टर (अ‍ॅव्हलांच फोटोडिटेक्टर) सध्याच्या इंडियम फॉस्फाइड (इनपी) ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स प्लॅटफॉर्मशी सुसंगत राहण्यासाठी डिझाइन केले आहे, जे विद्यमान व्यावसायिक संप्रेषण प्रणालींसह अखंड एकात्मता सुनिश्चित करते.
३. उच्च कार्यक्षमता: ते खोलीच्या तपमानावर जटिल शीतकरण यंत्रणेशिवाय कार्यक्षमतेने कार्य करू शकते, ज्यामुळे विविध व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये तैनाती सुलभ होते.
या नवीन १५५० एनएम एसएसीएम एपीडी फोटोडिटेक्टर (अ‍ॅव्हलँच फोटोडिटेक्टर) चा विकास हा या क्षेत्रातील एक मोठा विजय आहे, जो पारंपारिक एपीडी फोटोडिटेक्टर (अ‍ॅव्हलँच फोटोडिटेक्टर) डिझाइनमध्ये अतिरिक्त आवाज आणि गेन बँडविड्थ उत्पादनांशी संबंधित प्रमुख मर्यादांना संबोधित करतो. या नवोपक्रमामुळे liDAR प्रणालींची क्षमता वाढेल अशी अपेक्षा आहे, विशेषतः मानवरहित liDAR प्रणालींमध्ये, तसेच मुक्त-जागा संप्रेषणांमध्ये.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-१३-२०२५