ИнГаАс фотодетектор са једним фотоном

Један фотонИнГаАс фотодетектор

Са брзим развојем ЛиДАР-а,детекција светлостиТехнологија и технологија домета која се користе за технологију снимања аутоматског праћења возила такође имају веће захтеве, осетљивост и временска резолуција детектора који се користи у традиционалној технологији детекције при слабом осветљењу не могу да задовоље стварне потребе. Појединачни фотон је најмања енергетска јединица светлости, а детектор са могућношћу детекције једног фотона је коначно средство детекције слабог осветљења. У поређењу са ИнГаАсАПД фотодетектор, једнофотонски детектори засновани на ИнГаАс АПД фотодетектору имају већу брзину одзива, осетљивост и ефикасност. Због тога је спроведена серија истраживања на ИН-ГААС АПД фотодетекторским једнофотонским детекторима у земљи и иностранству.

Истраживачи са Универзитета у Милану у Италији први су развили дводимензионални модел за симулацију пролазног понашања једног фотонафотодетектор лавине1997. и дао резултате нумеричке симулације прелазних карактеристика фотодетектора лавине једног фотона. Затим, 2006. године, истраживачи су користили МОЦВД за припрему планарне геометријеИнГаАс АПД фотодетектордетектор једног фотона, који је повећао ефикасност детекције једног фотона на 10% смањењем рефлективног слоја и повећањем електричног поља на хетерогеном интерфејсу. У 2014, даљим побољшањем услова дифузије цинка и оптимизацијом вертикалне структуре, једнофотонски детектор има већу ефикасност детекције, до 30%, и постиже временски јиттер од око 87 пс. У 2016. САНЗАРО М ет ал. интегрисао ИнГаАс АПД фотодетектор са једним фотонским детектором са монолитним интегрисаним отпорником, дизајнирао компактни модул за бројање једног фотона заснован на детектору и предложио хибридну методу гашења која значајно смањује наелектрисање лавине, чиме се смањује пост-пулсно и оптичко преслушавање, и смањење временског подрхтавања на 70 пс. У исто време, друге истраживачке групе су такође спровеле истраживање о ИнГаАс АПДфотодетектордетектор једног фотона. На пример, Принцетон Лигхтваве је дизајнирао ИнГаАс/ИнПАПД детектор појединачних фотона са планарном структуром и ставио га у комерцијалну употребу. Шангајски институт за техничку физику тестирао је перформансе једног фотона АПД фотодетектора коришћењем уклањања наслага цинка и капацитивног пулсног режима балансираних капија са тамним бројањем од 3,6 × 10 ⁻⁴/нс импулса на фреквенцији импулса од 1,5 МХз. Јосепх П и др. дизајнирао мезу структуру ИнГаАс АПД фотодетектор са једним фотонским детектором са ширим размаком појаса и користио ИнГаАсП као материјал за апсорбујући слој да би се добио мањи број тамних боја без утицаја на ефикасност детекције.

Режим рада ИнГаАс АПД фотодетектора са једним фотонским детектором је слободан радни режим, то јест, АПД фотодетектор треба да угаси периферно коло након појаве лавине и да се опорави након гашења током одређеног временског периода. Да би се смањио утицај времена кашњења гашења, оно је грубо подељено на два типа: Један је коришћење пасивног или активног кола за гашење за постизање гашења, као што је коло активног гашења које користи Р Тхев, итд. Слика (а) , (б) је поједностављени дијаграм електронског управљачког и активног кола за гашење и његове везе са АПД фотодетектором, који је развијен да ради у затвореном или слободном режиму рада, значајно смањујући претходно нереализовани пост-пулсни проблем. Штавише, ефикасност детекције на 1550 нм је 10%, а вероватноћа пост-пулса је смањена на мање од 1%. Други је да се оствари брзо гашење и опоравак контролисањем нивоа преднапона. Пошто не зависи од повратне контроле лавинског импулса, време кашњења гашења је значајно смањено и ефикасност детекције детектора је побољшана. На пример, ЛЦ Цомандар и сарадници користе режим гајтова. Припремљен је једнофотонски детектор на бази ИнГаАс/ИнПАПД. Ефикасност детекције једног фотона била је преко 55% на 1550 нм, а постигнута је вероватноћа после импулса од 7%. На основу тога, Универзитет науке и технологије у Кини успоставио је лиДАР систем који користи вишемодно влакно истовремено упарено са ИнГаАс АПД фотодетектором са једним фотоном у слободном режиму. Експериментална опрема је приказана на слици (ц) и (д), а детекција вишеслојних облака висине 12 км се реализује са временском резолуцијом од 1 с и просторном резолуцијом од 15 м.