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 nära-infraröda lavinfotodioden (APD) dominerad av indiumgallium arsenik lavinavbrottdiode (InGaas APD) alltid begränsats av det slumpmässiga kollisionsjoniseringsbruset från traditionella multiplikatorregionmaterial, indiumfosfid (INP) och indiumaluminium arsenik ( Inalas), vilket resulterar i en betydande minskning av enhetens känslighet. 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