Fotodetektora InGaAs a yek fotonî

Fotonek yekaneFotodetektora InGaAs

Bi pêşketina bilez a LiDARê re,tespîtkirina ronahiyêTeknolojî û teknolojiya dûrbûnê ya ku ji bo teknolojiya wênekirina şopandina otomatîk a wesayîtan tê bikar anîn jî pêdiviyên bilindtir hene, hesasiyet û çareseriya demê ya detektorê ku di teknolojiya tespîtkirina ronahiya kêm a kevneşopî de tê bikar anîn nikare hewcedariyên rastîn bicîh bîne. Fotona yekane yekîneya enerjiya ronahiyê ya herî piçûk e, û detektora ku xwedî şiyana tespîtkirina fotona yekane ye amûra dawî ya tespîtkirina ronahiya kêm e. Li gorî InGaAsFotodetektora APD, detektorên fotonî yên yekane yên li ser fotodetektora InGaAs APD xwedî leza bersivdanê, hesasiyet û karîgeriya bilindtir in. Ji ber vê yekê, rêze lêkolîn li ser detektorên fotonî yên yekane yên IN-GAAS APD li welat û derveyî welat hatine kirin.

Lêkolînerên ji Zanîngeha Mîlanoyê li Îtalyayê cara yekem modelek du-alî pêş xistin da ku tevgera demkî ya yek fotonê simul bikin.fotodetektora berfêdi sala 1997an de, û encamên simulasyona hejmarî yên taybetmendiyên demkî yên fotodetektorek şelalê ya fotonek yekane dan. Dûv re di sala 2006an de, lêkolîneran MOCVD bikar anîn da ku geometrîkek planar amade bikinFotodetektora InGaAs APDdetektora fotonê ya yekane, ku bi kêmkirina qata refleksîf û zêdekirina qada elektrîkê li ser navrûya heterojen, karîgeriya tespîtkirina fotonê ya yekane gihandiye %10. Di sala 2014an de, bi baştirkirina bêtir şert û mercên belavbûna zincê û çêtirkirina avahiya vertîkal, detektora fotonê ya yekane xwedî karîgeriyek tespîtkirinê ya bilindtir e, heta %30, û jitterek demjimêrê ya nêzîkî 87 ps bi dest dixe. Di sala 2016an de, SANZARO M û hevkarên wî detektora fotodetektora fotonê ya InGaAs APD bi berxwedêrek yekgirtî ya monolîtîk re entegre kirin, modulek hejmartina fotonê ya yekane ya kompakt li ser bingeha detektorê sêwirandin, û rêbazek vemirandina hîbrîd pêşniyar kirin ku barkirina berfê bi girîngî kêm kir, bi vî rengî piştî-puls û xaçerêya optîkî kêm kir, û jittera demjimêrê gihand 70 ps. Di heman demê de, komên lêkolînê yên din jî li ser InGaAs APD lêkolîn kirin.fotodetektordetektora fotonê ya yekane. Bo nimûne, Princeton Lightwave detektora fotonê ya yekane ya InGaAs/InPAPD bi avahiyek planar sêwirandiye û ew xistiye karanîna bazirganî. Enstîtuya Fîzîka Teknîkî ya Şanghayê performansa fotodetektora APD ya yekane bi karanîna rakirina depoyên zinc û moda pulsa deriyê hevseng a kapasîteyî bi hejmarek tarî ya pulsa 3.6 × 10 ⁻⁴/ns li frekansa pulsê ya 1.5 MHz ceriband. Joseph P û hevkarên wî detektora fotodetektora InGaAs APD ya yekane ya avahiya mesa bi bandek firehtir sêwirand, û InGaAsP wekî materyalê qata mijandinê bikar anîn da ku hejmarek tarî ya kêmtir bêyî ku bandorê li karîgeriya tespîtkirinê bike bi dest bixe.

Moda xebitandinê ya detektora fotonê ya yekane ya InGaAs APD moda xebitandina azad e, ango, fotodetektora APD hewce dike ku piştî lehiyê çerxa periferîk vemirîne û piştî vemirandinê ji bo demekê xwe vegerîne. Ji bo kêmkirina bandora derengketina vemirandinê, ew bi giranî li du celeb tê dabeş kirin: Yek ji wan karanîna çerxa vemirandina pasîf an çalak e ji bo bidestxistina vemirandinê, wekî çerxa vemirandina çalak a ku ji hêla R Thew ve tê bikar anîn, û hwd. Wêne (a), (b) dîyagramek hêsankirî ya kontrola elektronîkî û çerxa vemirandina çalak û girêdana wê bi fotodetektora APD re ye, ku ji bo xebitandina di moda dergehî an azad de hatî pêşve xistin, ku pirsgirêka piştî-pulsê ya berê ya nehatî pêkanîn bi girîngî kêm dike. Wekî din, karîgeriya tespîtkirinê li 1550 nm 10% e, û îhtîmala piştî-pulsê ji 1% kêmtir dibe. Ya duyemîn ew e ku bi kontrolkirina asta voltaja alîgirê vemirandin û vegerandina bilez pêk were. Ji ber ku ew ne girêdayî kontrola bersivê ya pulsa lehiyê ye, dema derengketina vemirandinê bi girîngî kêm dibe û karîgeriya tespîtkirinê ya detektorê çêtir dibe. Bo nimûne, LC Comandar û hevkarên wî moda dergehî bikar tînin. Detektorek fotonê ya yekane ya dergehî li ser bingeha InGaAs/InPAPD hate amadekirin. Karîgeriya tespîtkirina fotonê ya yekane li 1550 nm ji %55 zêdetir bû, û îhtîmala piştî-pulsê %7 hate bidestxistin. Li ser vê bingehê, Zanîngeha Zanist û Teknolojiyê ya Çînê pergalek liDAR ava kir ku fîbera pir-modî bi hevdemî bi detektorek fotodetektora InGaAs APD ya moda azad ve girêdayî ye. Amûrên ceribandinê di Wêne (c) û (d) de têne nîşandan, û tespîtkirina ewrên pir-qatî bi bilindahiya 12 km bi çareseriya demê ya 1 s û çareseriya fezayî ya 15 m pêk tê.