उच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर्स में हालिया प्रगति

में हाल के अग्रिमउच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर्स

कमरे का तापमान उच्च संवेदनशीलता 1550 एनएमहिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर

निकट इन्फ्रारेड (SWIR) बैंड में, उच्च संवेदनशीलता उच्च गति हिमस्खलन डायोड का व्यापक रूप से ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक संचार और LIDAR अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, इंडियम गैलियम आर्सेनिक हिमस्खलन ब्रेकडाउन डायोड (INGAAS APD) के वर्चस्व वाले वर्तमान निकट-अवरक्त हिमस्खलन फोटोडायोड (APD) को हमेशा पारंपरिक गुणक क्षेत्र सामग्री, इंडियम फॉस्फाइड (INP) और इंडियम अलुमिनम आर्सेनिक के यादृच्छिक टक्कर आयनीकरण शोर द्वारा सीमित किया गया है। Inalas), जिसके परिणामस्वरूप डिवाइस की संवेदनशीलता में एक महत्वपूर्ण कमी आई है। इन वर्षों में, कई शोधकर्ता सक्रिय रूप से नई अर्धचालक सामग्रियों की तलाश कर रहे हैं जो INGAAS और INP ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक प्लेटफ़ॉर्म प्रक्रियाओं के साथ संगत हैं और बल्क सिलिकॉन सामग्री के समान अल्ट्रा-लो प्रभाव आयनीकरण शोर प्रदर्शन हैं।

अभिनव 1550 एनएम हिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर लिडार सिस्टम के विकास में मदद करता है

यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका में शोधकर्ताओं की एक टीम ने पहली बार सफलतापूर्वक एक नया अल्ट्रा-हाई संवेदनशीलता 1550 एनएम एपीडी फोटोडेटेक्टर विकसित किया हैहिमस्खलन फोटोडेटेक्टर), एक सफलता जो LiDAR सिस्टम और अन्य ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगों के प्रदर्शन में बहुत सुधार करने का वादा करती है।

नई सामग्री प्रमुख लाभ प्रदान करती है

इस शोध का मुख्य आकर्षण सामग्री का अभिनव उपयोग है। शोधकर्ताओं ने GAASSB को अवशोषण परत और Algaassb को गुणक परत के रूप में चुना। यह डिजाइन पारंपरिक INGAAS/INP से भिन्न है और महत्वपूर्ण लाभ लाता है:

1. GAASSB अवशोषण परत: GAASSB में INGAAS के लिए एक समान अवशोषण गुणांक होता है, और GAASSB अवशोषण परत से Algaassb (गुणक परत) में संक्रमण आसान है, ट्रैप प्रभाव को कम करना और डिवाइस की गति और अवशोषण दक्षता में सुधार करना।

2.algaassb गुणक परत: Algaassb गुणक परत प्रदर्शन में पारंपरिक INP और inalas गुणक परत से बेहतर है। यह मुख्य रूप से कमरे के तापमान, उच्च बैंडविड्थ और अल्ट्रा-लो अतिरिक्त शोर पर उच्च लाभ में परिलक्षित होता है।

उत्कृष्ट प्रदर्शन संकेतक के साथ

नईएपीडी फोटोडेटेक्टर(हिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर) भी प्रदर्शन मेट्रिक्स में महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करता है:

1। अल्ट्रा-हाई गेन: 278 का अल्ट्रा-हाई गेन कमरे के तापमान पर हासिल किया गया था, और हाल ही में डॉ। जिन जिओ ने संरचना अनुकूलन और प्रक्रिया में सुधार किया, और अधिकतम लाभ को एम = 1212 तक बढ़ाया गया।

2। बहुत कम शोर: बहुत कम अतिरिक्त शोर दिखाता है (एफ <3, लाभ एम = 70; एफ <4, लाभ एम = 100)।

3। उच्च क्वांटम दक्षता: अधिकतम लाभ के तहत, क्वांटम दक्षता 5935.3%के रूप में अधिक है। मजबूत तापमान स्थिरता: कम तापमान पर ब्रेकडाउन संवेदनशीलता लगभग 11.83 mV/k है।

अंजीर 1 एपीडी का अतिरिक्त शोरफोटोडेटेक्टर उपकरणअन्य एपीडी फोटोडेटेक्टर के साथ तुलना में

व्यापक आवेदन की संभावनाएं

इस नए एपीडी में लिडार सिस्टम और फोटॉन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं:

1। बेहतर सिग्नल-टू-शोर अनुपात: उच्च लाभ और कम शोर की विशेषताएं सिग्नल-टू-शोर अनुपात में काफी सुधार करती हैं, जो कि ग्रीनहाउस गैस की निगरानी जैसे फोटॉन-गरीब वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

2। मजबूत संगतता: नया APD फोटोडेटेक्टर (Avalanche Photodetector) वर्तमान इंडियम फॉस्फाइड (INP) ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स प्लेटफार्मों के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो मौजूदा वाणिज्यिक संचार प्रणालियों के साथ सहज एकीकरण सुनिश्चित करता है।

3। उच्च परिचालन दक्षता: यह विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोगों में तैनाती को सरल बनाने के लिए जटिल शीतलन तंत्र के बिना कमरे के तापमान पर कुशलता से काम कर सकता है।

इस नए 1550 एनएम एसएसीएम एपीडी फोटोडेटेक्टर (एवलांच फोटोडेटेक्टर) का विकास क्षेत्र में एक प्रमुख सफलता का प्रतिनिधित्व करता है, अतिरिक्त शोर से जुड़ी प्रमुख सीमाओं को संबोधित करता है और पारंपरिक एपीडी फोटोडेटेक्टर (एवलांच फोटोडेटेक्टर) डिजाइन में बैंडविड्थ उत्पादों को प्राप्त करता है। इस नवाचार से लिडार सिस्टम की क्षमताओं को बढ़ावा देने की उम्मीद है, विशेष रूप से मानवरहित लिडार सिस्टम में, साथ ही साथ फ्री-स्पेस संचार भी।