Скорошен напредък в фототектори с лавина с висока чувствителност

Последни постижения вФототектори с лавина с висока чувствителност

СЪСТАВНА ТЕМПЕАЦИЯ Висока чувствителност 1550 nmДетектор за фотодиод на лавина

В близката инфрачервена (SWIR) лента високоскоростните лавински диоди с висока чувствителност се използват широко в оптоелектронната комуникация и приложенията на лидарите. Въпреки това, сегашният близък инфрачервен лавински фотодиод (APD), доминиран от диод на разрушаването на лавината на индиевия галий, винаги е бил ограничен от случаен с сблъсък шум от йонизацията на традиционните материали за многоплаторния регион, индиев фосфид (INP) и алуминиев алуминиев алуминий (inp) и алуминиев алуминий (inp) и индиев алуминиев арсен ( Inalas), което води до значително намаляване на чувствителността на устройството. С течение на годините много изследователи активно търсят нови полупроводникови материали, които са съвместими с процесите на INGAAS и OPTOELECTROMNATY на Optoelectronic и имат свръх-ниско въздействие на йонизационния шум, подобни на насипни силиконови материали.

Иновативният детектор за фотодиод 1550 nm помага за развитието на LIDAR системи

Екип от изследователи в Обединеното кралство и Съединените щати за първи път успешно разработиха нова ултра-висока чувствителност 1550 nm APD фотодетектор (ПАЛАЛАНСКИ ФОТОДЕКТОР), пробив, който обещава значително да подобри работата на LIDAR системи и други оптоелектронни приложения.

Новите материали предлагат ключови предимства

Акцентът на това изследване е иновативното използване на материалите. Изследователите избраха GAASSB като абсорбционен слой и Algaassb като многоплаторно слой. Този дизайн се различава от традиционните INGAA/InP и носи значителни предимства:

1.GAASSB абсорбционен слой: GaassB има подобен коефициент на абсорбция към INGAAS, а преходът от абсорбционния слой на GAASSB към AlgaassB (мултиплициращ слой) е по -лесен, като намалява ефекта на капана и подобрява скоростта и ефективността на абсорбцията на устройството.

2. АЛГАССБ МОЛТИРАЙТЕЛЕН СЛЕД: Умножителният слой Algaassb е по -добър от традиционния INP и Inalas мултиплициращ слой в производителността. Той се отразява главно във високо усилване при стайна температура, висока честотна лента и свръх-нисък излишен шум.

С отлични показатели за производителност

НовотоAPD фототектор(Avalanche PhotoDiode Detector) също предлага значителни подобрения в показателите за ефективност:

1. Ултра-висока печалба: Ултра-високата печалба от 278 е постигнато при стайна температура, а наскоро д-р Джин Сяо подобри оптимизацията и процеса на структурата, а максималното усилване е увеличено до M = 1212.

2. Много нисък шум: показва много нисък излишен шум (F <3, печалба m = 70; f <4, усилване m = 100).

3. Висока квантова ефективност: При максимална печалба квантовата ефективност е до 5935,3%. Силна температурна стабилност: Чувствителността към разрушаване при ниска температура е около 11,83 mV/k.

Фиг. 1 Излишен шум от APDустройства с фотодетекторв сравнение с други APD фототектор

Широки перспективи за приложение

Този нов APD има важни последици за системите на Lidar и Photon приложения:

1. Подобрено съотношение сигнал / шум: характеристиките на високото усилване и ниските шум значително подобряват съотношението сигнал / шум, което е от решаващо значение за приложенията във фотонни среди, като мониторинг на парникови газове.

2. Силна съвместимост: Новият APD PhotoDetector (Avalanche PhotoDetector) е проектиран така, че да бъде съвместим с текущите оптични платформи за индиев фосфид (INP), осигурявайки безпроблемна интеграция със съществуващите търговски системи за комуникация.

3. Висока експлоатационна ефективност: Тя може да работи ефективно при стайна температура без сложни механизми за охлаждане, опростявайки внедряването в различни практически приложения.

Разработването на този нов фотодетектор SACM APM от 1550 nm (PhotoDetector Avalanche) представлява основен пробив в полето, адресира ключови ограничения, свързани с проектите на излишък от шум и усилване на продуктите в традиционния фотодертектор на APD (лавина PhotoDetector). Очаква се тази иновация да увеличи възможностите на системите LiDAR, особено в безпилотните системи LiDAR, както и в комуникациите в свободното пространство.