Φωτοαναγωγικό ενιαίο φωτόνιο Ingaas

ΦωτόνιοΦωτοανιχνευτής INGAAS

Με την ταχεία ανάπτυξη του lidar, τοανίχνευση φωτόςΗ τεχνολογία τεχνολογίας και η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την αυτόματη τεχνολογία απεικόνισης οχημάτων έχουν επίσης υψηλότερες απαιτήσεις, η ευαισθησία και η χρονική ανάλυση του ανιχνευτή που χρησιμοποιείται στην παραδοσιακή τεχνολογία ανίχνευσης χαμηλού φωτός δεν μπορεί να καλύψει τις πραγματικές ανάγκες. Το ενιαίο φωτόνιο είναι η μικρότερη ενεργειακή μονάδα φωτός και ο ανιχνευτής με την ικανότητα ανίχνευσης ενός φωτονίου είναι το τελικό εργαλείο ανίχνευσης χαμηλού φωτός. Σε σύγκριση με τον IngaasΦωτοανιχνευτής APD, οι ανιχνευτές ενός φωτονίου που βασίζονται σε φωτοανιχνευτή APD APD έχουν υψηλότερη ταχύτητα απόκρισης, ευαισθησία και αποτελεσματικότητα. Ως εκ τούτου, μια σειρά από έρευνες σχετικά με τους ανιχνευτές φωτονίων APD in-GaaS έχουν πραγματοποιηθεί στο εσωτερικό και στο εξωτερικό.

Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου στην Ιταλία ανέπτυξαν για πρώτη φορά ένα δισδιάστατο μοντέλο για να προσομοιώσουν τη μεταβατική συμπεριφορά ενός μόνο φωτονίουφωτοανιχνευτής χιονοστιβάδαςΤο 1997, και έδωσε αριθμητικά αποτελέσματα προσομοίωσης των μεταβατικών χαρακτηριστικών ενός μόνο φωτονίου φωτοανθεραπευτή. Στη συνέχεια, το 2006, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το MOCVD για να προετοιμάσουν μια επίπεδη γεωμετρικήΦωτοανιχνευτής APD IngaASΑνιχνευτής μεμονωμένων φωτονίων, ο οποίος αύξησε την απόδοση ανίχνευσης ενός φωτονίου σε 10% μειώνοντας το αντανακλαστικό στρώμα και ενισχύοντας το ηλεκτρικό πεδίο στην ετερογενή διεπαφή. Το 2014, βελτιώνοντας περαιτέρω τις συνθήκες διάχυσης ψευδαργύρου και βελτιστοποίηση της κατακόρυφης δομής, ο ανιχνευτής ενός φωτονίου έχει υψηλότερη απόδοση ανίχνευσης, έως και 30%, και επιτυγχάνει ένα jitter χρονισμού περίπου 87 ps. Το 2016, οι Sanzaro M et al. Ολοκλήρωσε τον ανιχνευτή ενός φωτοαντιδωτερικού ανιχνευτή INGAAS APD με μονολιθική ενσωματωμένη αντίσταση, σχεδίασε μια συμπαγή μονάδα μέτρησης των φωτονίων και με βάση τον ανιχνευτή και πρότεινε μια υβριδική μέθοδο απόσβεσης που μείωσε σημαντικά το φορτίο της χιονοστιβάδας, μειώνοντας έτσι τον μετα-παλμό και την οπτική διαμεσολάβηση και τη μείωση του τζιν σε 70 PS. Ταυτόχρονα, άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν επίσης πραγματοποιήσει έρευνα στο Ingaas APDφωτοανιχνευτήςανιχνευτής μεμονωμένων φωτονίων. Για παράδειγμα, το Princeton Lightwave έχει σχεδιάσει το IngaAS/InPAPD μονό ανιχνευτή φωτονίων με επίπεδη δομή και το έθεσε σε εμπορική χρήση. Το Ινστιτούτο Τεχνικής Φυσικής της Σαγκάης εξέτασε την απόδοση ενός φωτονίου ενός φωτοδιάστη APD χρησιμοποιώντας την απομάκρυνση των αποθέσεων ψευδαργύρου και την χωρητική ισορροπημένη λειτουργία παλμού πύλης με σκοτεινό αριθμό 3,6 × 10 ⁻⁴/ns παλμού σε συχνότητα παλμού 1,5 MHz. Joseph P et αϊ. Σχεδίασε τη δομή MESA IngaAS APD φωτοανιχνευτή με έναν ανιχνευτή φωτονίων με ευρύτερη ζώνη και χρησιμοποίησε το IngaAsp ως το απορροφητικό υλικό στρώματος για να αποκτήσει χαμηλότερη σκοτεινή μέτρηση χωρίς να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα ανίχνευσης.

Ο τρόπος λειτουργίας του ανιχνευτή φωτοανίδων APD APD APD είναι ελεύθερη λειτουργία λειτουργίας, δηλαδή ο φωτοανιχνευτής APD πρέπει να σβήσει το περιφερειακό κύκλωμα μετά από μια χιονοστιβάδα και να ανακάμψει μετά από σβέση για μια χρονική περίοδο. Προκειμένου να μειωθεί ο αντίκτυπος του χρόνου καθυστέρησης σβέσης, χωρίζεται σε δύο τύπους: το ένα είναι να χρησιμοποιείται παθητικό ή ενεργό κύκλωμα απόσβεσης για να επιτευχθεί η σβέση, όπως το ενεργό κύκλωμα σβήνοντας που χρησιμοποιείται από το r ow, κλπ. Πρόβλημα μετά τον παλμό. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα ανίχνευσης στα 1550 nm είναι 10%και η πιθανότητα μετα-παλμού μειώνεται σε λιγότερο από 1%. Το δεύτερο είναι να πραγματοποιηθεί γρήγορη απόσβεση και ανάκτηση ελέγχοντας το επίπεδο της τάσης μεροληψίας. Δεδομένου ότι δεν εξαρτάται από τον έλεγχο ανάδρασης του παλμού της χιονοστιβάδας, ο χρόνος καθυστέρησης της απόσβεσης μειώνεται σημαντικά και βελτιώνεται η αποτελεσματικότητα ανίχνευσης του ανιχνευτή. Για παράδειγμα, οι LC Comandar et al χρησιμοποιούν τη λειτουργία Gated. Παρασκευάστηκε ένας ανιχνευτής μονής φωτονίου με βάση το IngaAS/inPAPD. Η αποτελεσματικότητα ανίχνευσης ενός φωτονίου ήταν πάνω από 55% στα 1550 nm και επιτεύχθηκε η πιθανότητα μετά το παλμό του 7%. Σε αυτή τη βάση, το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ίδρυσε ένα σύστημα LIDAR χρησιμοποιώντας τις ίνες πολλαπλών λειτουργιών ταυτόχρονα σε συνδυασμό με έναν ανιχνευτή ενός φωτοαντόμου ελεύθερης λειτουργίας APD APD. Ο πειραματικός εξοπλισμός φαίνεται στο σχήμα (c) και (d) και η ανίχνευση σύννεφων πολλαπλών στρώσεων με ύψος 12 km πραγματοποιείται με χρονική ανάλυση 1 s και χωρική ανάλυση 15 m.