De senaste framstegen iLavinektorer med hög känslighet
Rumstemperatur hög känslighet 1550 nmlavinfotodioddetektor
I det nära infraröda (SWIR) -bandet används höghastighetsflattedioder med hög hastighet i optoelektronisk kommunikation och LIDAR -applikationer. Emellertid har den nuvarande nästan infraröda lavinfotodioden (APD) som domineras av indium gallium arseniska lavinbreakdiode (Ingaas APD) alltid begränsat av det slumpmässiga kollisionsjoniseringsbruset av traditionella multiplikatorregionmaterial, indiumfosfid (INP) och indiumaluminum arsenik (inalor), resulterande inreduktion inredning i en betydande reduktion. Under åren letar många forskare aktivt efter nya halvledarmaterial som är kompatibla med InGAAS och INP-optoelektroniska plattformsprocesser och har ultra-låg påverkan joniseringsbrusprestanda som liknar bulkkiselmaterial.
Den innovativa 1550 nm lavinfotodioddetektorn hjälper utvecklingen av LIDAR -system
Ett team av forskare i Storbritannien och USA har för första gången framgångsrikt utvecklat en ny ultrahög känslighet 1550 nm APD-fotodetektor (lavinfotodetektor), ett genombrott som lovar att förbättra prestandan hos LIDAR -system och andra optoelektroniska applikationer.
Nya material erbjuder viktiga fördelar
Höjdpunkten i denna forskning är den innovativa användningen av material. Forskarna valde GAASSB som absorptionsskikt och algerb som multiplikatorskiktet. Denna design skiljer sig från traditionella Ingaas/INP och ger betydande fördelar:
1.Gaassb -absorptionsskiktet: GAASSB har en liknande absorptionskoefficient som Ingaas, och övergången från GAASSB -absorptionsskiktet till algaassb (multiplikatorskikt) är enklare, minskar fälleffekten och förbättrar enhetens hastighet och absorption.
2.ALGAASSB multiplikatorlager: AlgaassB multiplikatorlager är överlägset traditionella INP- och inALAS -multiplikatorlager i prestanda. Det återspeglas huvudsakligen i hög förstärkning vid rumstemperatur, hög bandbredd och ultralågt överskottsbuller.
Med utmärkta prestationsindikatorer
Den nyaAPD -fotodetektor(Avalanche Photodiode Detector) erbjuder också betydande förbättringar i prestandametriker:
1. Ultrahög förstärkning: Den ultrahöga förstärkningen på 278 uppnåddes vid rumstemperatur, och nyligen förbättrade Dr. Jin Xiao strukturoptimeringen och processen, och den maximala förstärkningen ökades till M = 1212.
2. Mycket lågt brus: visar mycket lågt överskottsbuller (F <3, förstärkning m = 70; f <4, förstärkning m = 100).
3. Hög kvanteffektivitet: Under maximal förstärkning är kvanteffektiviteten så hög som 5935,3%. Stark temperaturstabilitet: Fördelningsskänslighet vid låg temperatur är cirka 11,83 mV/k.
Fig 1 Överskott av APDfotodetektorenheterjämfört med andra APD -fotodetektor
Breda tillämpningsutsikter
Denna nya APD har viktiga konsekvenser för LIDAR -system och fotonapplikationer:
1. Förbättrat signal-till-brusförhållande: de höga förstärknings- och låga brusegenskaperna förbättrar signifikant signal-till-brusförhållandet, vilket är avgörande för applikationer i fotonfattiga miljöer, såsom växthusgasövervakning.
2. Stark kompatibilitet: De nya APD -fotodetektorn (Avalanche Photodetector) är utformad för att vara kompatibel med nuvarande indiumfosfid (INP) optoelektronikplattformar, vilket säkerställer sömlös integration med befintliga kommersiella kommunikationssystem.
3. Hög driftseffektivitet: Det kan fungera effektivt vid rumstemperatur utan komplexa kylmekanismer, förenkla distributionen i olika praktiska tillämpningar.
Utvecklingen av denna nya 1550 nm SACM APD Photodetector (Avalanche Photodetector) representerar ett stort genombrott i fältet, adresserar viktiga begränsningar förknippade med överskott av brus och förstärkning av bandbreddprodukter i traditionella APD -fotodetektor (Avalanche Photodetector) design. Denna innovation förväntas öka kapaciteten hos Lidarsystem, särskilt i obemannade LIDAR-system, samt kommunikation med fritt utrymme.
Inläggstid: jan-13-2025