Фотони ягонаФотодетектори InGaAs
Бо рушди босуръати LiDAR,ошкоркунии рӯшноӣТехнология ва технологияи масофасанҷӣ, ки барои технологияи аксбардории автоматии пайгирии воситаҳои нақлиёт истифода мешавад, инчунин талаботи баландтар доранд, ҳассосият ва қарори вақтӣ, ки дар технологияи анъанавии ошкоркунии нури кам истифода мешавад, наметавонад ба ниёзҳои воқеӣ ҷавобгӯ бошад. Як фотон хурдтарин воҳиди энергияи рӯшноӣ аст ва детектор бо қобилияти ошкоркунии як фотон воситаи ниҳоии ошкоркунии нури кам мебошад. Дар муқоиса бо InGaAsФотодетектори APD, детекторҳои якфотонӣ, ки бар асоси фотодетектори APD-и InGaAs сохта шудаанд, суръати баландтари посух, ҳассосият ва самаранокӣ доранд. Аз ин рӯ, як қатор таҳқиқот дар бораи детекторҳои якфотонии фотодетектори IN-GAAS APD дар дохил ва хориҷи кишвар гузаронида шудаанд.
Муҳаққиқони Донишгоҳи Милан дар Италия бори аввал модели дученакаеро таҳия карданд, ки рафтори муваққатии як фотонро тақлид мекунад.фотодетектори тармадар соли 1997 ва натиҷаҳои рақамии симулятсияи хусусиятҳои гузариши фотодетектори тармафароии як фотониро пешниҳод карданд. Сипас, дар соли 2006, муҳаққиқон MOCVD-ро барои омода кардани як геометрияи ҳамвор истифода бурданд.Фотодетектори InGaAs APDдетектори як фотон, ки самаранокии муайянкунии як фотонро бо роҳи кам кардани қабати инъикоскунанда ва тақвияти майдони электрикӣ дар интерфейси гетерогенӣ то 10% афзоиш дод. Дар соли 2014, бо беҳтар кардани минбаъдаи шароити паҳншавии руҳ ва беҳсозии сохтори амудӣ, детектори як фотон самаранокии баландтари муайянкуниро дорад, то 30% ва ларзиши вақтро тақрибан 87 ps ба даст меорад. Дар соли 2016, SANZARO M ва ҳамкорон детектори як фотонии фотодетектори InGaAs APD-ро бо резистори яклухти муттаҳидшуда муттаҳид карданд, модули ҳисобкунии як фотонии компактӣ дар асоси детекторро тарҳрезӣ карданд ва усули гибридии хомӯшкуниро пешниҳод карданд, ки заряди тармаро ба таври назаррас коҳиш дод ва бо ин васила таъсири мутақобилаи пас аз импулс ва оптикиро коҳиш дод ва ларзиши вақтро то 70 ps коҳиш дод. Дар айни замон, дигар гурӯҳҳои тадқиқотӣ низ таҳқиқотро дар бораи APD InGaAs анҷом додаанд.фотодетектордетектори як фотон. Масалан, ширкати Princeton Lightwave детектори як фотони InGaAs/InPAPD-ро бо сохтори ҳамвор тарҳрезӣ карда, онро ба истифодаи тиҷоратӣ роҳандозӣ кардааст. Институти физикаи техникии Шанхай кори як фотонии фотодетектори APD-ро бо истифода аз тоза кардани пасандозҳои руҳ ва режими импулси дарвозаи мутавозин бо шумораи торикии импулси 3.6 × 10⁻⁴/ns дар басомади импулси 1.5 МГц санҷидааст. Ҷозеф П ва ҳамкорон детектори як фотонии InGaAs APD-и меса-сохториро бо фосилаи васеътари банд тарҳрезӣ карданд ва InGaAsP-ро ҳамчун маводи қабати ҷаббанда барои ба даст овардани шумораи торикии пасттар бидуни таъсир ба самаранокии ошкоркунӣ истифода бурданд.
Реҷаи кори детектори фотонии ягонаи фотонии InGaAs APD-и InGaAs режими кори озод аст, яъне фотодетектори APD бояд пас аз рух додани тарма занҷири перифериро хомӯш кунад ва пас аз хомӯш кардан барои муддате барқарор шавад. Барои кам кардани таъсири вақти таъхири хомӯшкунӣ, он тақрибан ба ду намуд тақсим мешавад: Яке аз онҳо истифодаи схемаи хомӯшкунии ғайрифаъол ё фаъол барои ноил шудан ба хомӯшкунӣ аст, ба монанди схемаи хомӯшкунии фаъол, ки аз ҷониби R Thew истифода мешавад ва ғайра. Расми (а), (б) диаграммаи соддакардашудаи схемаи идоракунии электронӣ ва хомӯшкунии фаъол ва пайвасти он бо фотодетектори APD мебошад, ки барои кор дар режими дарвозадор ё озодона кор кардан таҳия шудааст, ки мушкилоти қаблан амалӣ нашудаи пас аз импулсро ба таври назаррас коҳиш медиҳад. Ғайр аз ин, самаранокии ошкоркунӣ дар 1550 нм 10% аст ва эҳтимолияти пас аз импулс то камтар аз 1% кам карда мешавад. Дуюмӣ ин аст, ки хомӯшкунӣ ва барқароркунии зуд тавассути назорати сатҳи шиддати таассуб амалӣ карда шавад. Азбаски он аз назорати бозгашти импулси тарма вобаста нест, вақти таъхири хомӯшкунӣ ба таври назаррас коҳиш меёбад ва самаранокии ошкоркунии детектор беҳтар мешавад. Масалан, LC Comandar ва ҳамкоронаш аз режими дарвозадор истифода мебаранд. Детектори якфотонии дарвозадор дар асоси InGaAs/InPAPD омода карда шуд. Самаранокии муайянкунии якфотон дар 1550 нм беш аз 55% буд ва эҳтимолияти пас аз импулс 7% ба даст оварда шуд. Дар ин асос, Донишгоҳи илм ва технологияи Чин системаи liDAR-ро бо истифода аз нахи бисёрмода ҳамзамон бо детектори якфотонии фотодетектори InGaAs APD-и режими озод пайваст кард. Таҷҳизоти таҷрибавӣ дар расми (c) ва (d) нишон дода шудааст ва муайянкунии абрҳои бисёрқабата бо баландии 12 км бо қарори вақт 1 сония ва қарори фазоӣ 15 м амалӣ карда мешавад.
Вақти нашр: 07-майи соли 2024