एकल फोटॉनInGaAs फोटोडिटेक्टर
LiDAR के तेजी से विकास के साथ,प्रकाश का पता लगानास्वचालित वाहन ट्रैकिंग इमेजिंग तकनीक के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक और रेंजिंग तकनीक की भी उच्च आवश्यकताएं हैं, पारंपरिक कम रोशनी का पता लगाने वाली तकनीक में उपयोग किए जाने वाले डिटेक्टर की संवेदनशीलता और समय संकल्प वास्तविक जरूरतों को पूरा नहीं कर सकता है। सिंगल फोटॉन प्रकाश की सबसे छोटी ऊर्जा इकाई है, और सिंगल फोटॉन डिटेक्शन की क्षमता वाला डिटेक्टर कम रोशनी का पता लगाने का अंतिम उपकरण है। InGaAs की तुलना मेंएपीडी फोटोडिटेक्टरInGaAs APD फोटोडिटेक्टर पर आधारित सिंगल-फोटॉन डिटेक्टरों में उच्च प्रतिक्रिया गति, संवेदनशीलता और दक्षता होती है। इसलिए, IN-GAAS APD फोटोडिटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टरों पर देश और विदेश में कई शोध किए गए हैं।
इटली के मिलान विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पहली बार एकल फोटॉन के क्षणिक व्यवहार का अनुकरण करने के लिए एक द्वि-आयामी मॉडल विकसित कियाहिमस्खलन फोटो डिटेक्टर1997 में, और एक एकल फोटॉन हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर की क्षणिक विशेषताओं के संख्यात्मक सिमुलेशन परिणाम दिए। फिर 2006 में, शोधकर्ताओं ने MOCVD का उपयोग करके एक समतल ज्यामितीय तैयार कियाInGaAs APD फोटोडिटेक्टरसिंगल फोटॉन डिटेक्टर, जिसने परावर्तक परत को कम करके और विषम इंटरफेस पर विद्युत क्षेत्र को बढ़ाकर सिंगल-फोटॉन डिटेक्शन दक्षता को 10% तक बढ़ा दिया। 2014 में, जिंक प्रसार की स्थिति में और सुधार करके और ऊर्ध्वाधर संरचना को अनुकूलित करके, सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर में 30% तक की उच्च डिटेक्शन दक्षता है, और लगभग 87 पीएस का टाइमिंग जिटर प्राप्त होता है। 2016 में, SANZARO M एट अल। ने InGaAs APD फोटोडिटेक्टर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर को एक मोनोलिथिक एकीकृत प्रतिरोधक के साथ एकीकृत किया, डिटेक्टर के आधार पर एक कॉम्पैक्ट सिंगल-फोटॉन काउंटिंग मॉड्यूल डिज़ाइन किया, और एक हाइब्रिड क्वेंच विधि का प्रस्ताव दिया, जिसने हिमस्खलन चार्ज को काफी कम कर दिया, जिससे पोस्ट-पल्स और ऑप्टिकल क्रॉसटॉक कम हो गया, और टाइमिंग जिटर को 70 पीएस तक कम कर दिया।फोटोडिटेक्टरसिंगल फोटॉन डिटेक्टर। उदाहरण के लिए, प्रिंसटन लाइटवेव ने प्लानर संरचना के साथ InGaAs/InPAPD सिंगल फोटॉन डिटेक्टर डिज़ाइन किया है और इसे व्यावसायिक उपयोग में लाया है। शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्निकल फिजिक्स ने जिंक जमा को हटाने और 1.5 मेगाहर्ट्ज की पल्स आवृत्ति पर 3.6 × 10 ⁻⁴/ns पल्स के डार्क काउंट के साथ कैपेसिटिव बैलेंस्ड गेट पल्स मोड का उपयोग करके APD फोटोडिटेक्टर के सिंगल-फोटॉन प्रदर्शन का परीक्षण किया। जोसेफ पी एट अल. ने व्यापक बैंडगैप के साथ मेसा संरचना InGaAs APD फोटोडिटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टर डिज़ाइन किया, और पता लगाने की दक्षता को प्रभावित किए बिना कम डार्क काउंट प्राप्त करने के लिए अवशोषित परत सामग्री के रूप में InGaAsP का उपयोग किया।
InGaAs APD फोटोडिटेक्टर सिंगल फोटॉन डिटेक्टर का ऑपरेटिंग मोड फ्री ऑपरेशन मोड है, अर्थात, APD फोटोडिटेक्टर को हिमस्खलन होने के बाद परिधीय सर्किट को बुझाने और कुछ समय के लिए शमन के बाद ठीक होने की आवश्यकता होती है। शमन विलंब समय के प्रभाव को कम करने के लिए, इसे मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: एक है शमन को प्राप्त करने के लिए निष्क्रिय या सक्रिय शमन सर्किट का उपयोग करना, जैसे कि R Thew द्वारा उपयोग किया जाने वाला सक्रिय शमन सर्किट, आदि। चित्र (ए), (बी) इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण और सक्रिय शमन सर्किट और एपीडी फोटोडिटेक्टर के साथ इसके कनेक्शन का एक सरलीकृत आरेख है, जिसे गेटेड या फ्री रनिंग मोड में काम करने के लिए विकसित किया गया है, जो पहले से अवास्तविक पोस्ट-पल्स समस्या को काफी कम करता है। चूंकि यह हिमस्खलन पल्स के फीडबैक नियंत्रण पर निर्भर नहीं करता है, इसलिए शमन का विलंब समय काफी कम हो जाता है और डिटेक्टर की पता लगाने की दक्षता में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, LC Comandar et al गेटेड मोड का उपयोग करते हैं। InGaAs/InPAPD पर आधारित एक गेटेड सिंगल-फोटोन डिटेक्टर तैयार किया गया था। 1550 एनएम पर सिंगल-फोटोन डिटेक्शन दक्षता 55% से अधिक थी, और 7% की पोस्ट-पल्स संभावना हासिल की गई थी। इस आधार पर, चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय ने एक फ्री-मोड InGaAs APD फोटोडिटेक्टर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर के साथ मिलकर मल्टी-मोड फाइबर का उपयोग करके एक liDAR प्रणाली की स्थापना की। प्रायोगिक उपकरण चित्र (c) और (d) में दिखाए गए हैं,
पोस्ट करने का समय: मई-07-2024