Enda fotonIngaas fotodetektor
Med den snabba utvecklingen av Lidar,lätt detektionTeknik och teknik som används för automatisk fordonsspårningsteknik har också högre krav, känsligheten och tidsupplösningen för detektorn som används i den traditionella tekniken med låg ljus kan inte tillgodose de faktiska behoven. Single Photon är den minsta energienheten i ljuset, och detektorn med förmågan hos enstaka fotondetektering är det slutliga verktyget för detektering av lågt ljus. Jämfört med IngaasAPD -fotodetektor, enfotondetektorer baserade på INGAAS APD-fotodetektor har högre svarshastighet, känslighet och effektivitet. Därför har en serie undersökningar om gaas APD-fotodetektor enstaka fotondetektorer genomförts hemma och utomlands.
Forskare från University of Milan i Italien utvecklade först en tvådimensionell modell för att simulera det övergående beteendet hos en enda fotonlavinfotodetektor1997 och gav numeriska simuleringsresultat av de övergående egenskaperna hos en enda foton lavinfotodetektor. Sedan 2006 använde forskarna MOCVD för att förbereda en plan geometriskIngaas APD -fotodetektorEnkel fotonetektor, som ökade effektiviteten med en fotondetektering till 10% genom att minska det reflekterande skiktet och förbättra det elektriska fältet vid det heterogena gränssnittet. Under 2014, genom att ytterligare förbättra zinkdiffusionsförhållandena och optimera den vertikala strukturen, har enfotondetektorn en högre detekteringseffektivitet, upp till 30%, och uppnår en timingjitter på cirka 87 ps. 2016, Sanzaro M et al. Integrerade InGAAS APD-fotodetektor en-fotondetektor med ett monolitiskt integrerat motstånd, designade en kompakt en-fotonräkningsmodul baserad på detektorn och föreslog en hybridkylningsmetod som signifikant minskade lavinladdning, därigenom reducerade post-puls och optisk korsning och reducera Timing till 70 PS. Samtidigt har andra forskningsgrupper också genomfört forskning om Ingaas APDfotodetektorEnkel fotondetektor. Till exempel har Princeton Lightwave designat InGAAs/INPAPD -enstaka fotondetektor med plan struktur och lagt den i kommersiellt bruk. Shanghai Institute of Technical Physics testade APD-fotodetektorns enda fotodetektor med användning av avlägsnande av zinkavlagringar och det kapacitiva balanserade grindpulsläget med ett mörkt antal 3,6 × 10 ⁻⁴/ns puls vid en pulsfrekvens av 1,5 MHz. Joseph P et al. designade MESA -strukturen Ingaas APD Photodetector Single Photon Detector med bredare bandgap och använde Ingaasp som det absorberande skiktmaterialet för att få ett lägre mörkt antal utan att påverka detekteringseffektiviteten.
Driftsläget för INGAAS APD -fotodetektor en enda fotonetektor är fritt driftsläge, det vill säga APD -fotodetektorn måste släcka perifera kretsen efter en lavin inträffar och återhämta sig efter kylning under en tid. För att minska påverkan av kylning för fördröjning är den grovt uppdelad i två typer: en är att använda passiv eller aktiv kylkrets för att uppnå kylning, såsom den aktiva kylkretsen som används av R theW, etc. Figur (a), (B) är ett förenklat diagram över den elektroniska kontrollen och aktivt kylningskrets och dess anslutning med APD -phot -foto, som har varit utvecklad eller har varit en förenklad eller verklig del av den elektroniska kontrollen, Problem efter pulsen. Dessutom är detekteringseffektiviteten vid 1550 nm 10%och sannolikheten för post-puls reduceras till mindre än 1%. Den andra är att realisera snabb släckning och återhämtning genom att kontrollera nivån på förspänningsspänning. Eftersom det inte beror på återkopplingskontrollen av lavinpulsen, reduceras fördröjningstiden för kylning avsevärt och detekteringseffektiviteten för detektorn förbättras. Till exempel använder LC Comandar et al det gated -läget. En gated enfotondetektor baserad på INGAAS/INPAPD framställdes. Den ena fotondetekteringseffektiviteten var över 55% vid 1550 nm och sannolikheten för efterpuls på 7% uppnåddes. På grundval av detta etablerade University of Science and Technology i Kina ett LIDAR-system med användning av multi-lägesfiber samtidigt i kombination med en Free-Mode InGAAS APD-fotodetektor med en fotondetektor. Den experimentella utrustningen visas i figur (c) och (d), och detekteringen av flera skiktsmoln med en höjd av 12 km realiseras med en tidsupplösning på 1 s och en rumslig upplösning på 15 m.
Posttid: maj-07-2024