అధిక సున్నితత్వ అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్లలో ఇటీవలి పురోగతులు

ఇటీవలి పురోగతులుఅధిక సున్నితత్వం

గది ఉష్ణోగ్రత అధిక సున్నితత్వం 1550 nmఅవలాంచె ఫోటోడియోడ్ డిటెక్టర్

సమీప ఇన్ఫ్రారెడ్ (SWIR) బ్యాండ్‌లో, అధిక సున్నితత్వం హై స్పీడ్ హిమపాతం డయోడ్‌లను ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ కమ్యూనికేషన్ మరియు లిడార్ అనువర్తనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ఏది ఏమయినప్పటికీ, ఇండియం గల్లియం ఆర్సెనిక్ అవలాంచె బ్రేక్‌డౌన్ డయోడ్ (ఇంగాస్ ఎపిడి) చేత ఆధిపత్యం వహించిన ప్రస్తుత సమీప-ఇన్ఫ్రారెడ్ అవలాంచె ఫోటోడియోడ్ (ఎపిడి) ఎల్లప్పుడూ సాంప్రదాయ గుణక ప్రాంత పదార్థాల యాదృచ్ఛిక ఘర్షణ అయనీకరణ శబ్దం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది, ఇండియం ఫాస్లైడ్ (INP) మరియు ఇండియం అల్యూమినియం ఆర్సినిక్ ( ఇనాలాస్), ఫలితంగా పరికరం యొక్క సున్నితత్వంలో గణనీయమైన తగ్గింపు వస్తుంది. సంవత్సరాలుగా, చాలా మంది పరిశోధకులు ఇంగాస్ మరియు INP ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ప్లాట్‌ఫాం ప్రక్రియలతో అనుకూలంగా ఉండే కొత్త సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కోసం చురుకుగా చూస్తున్నారు మరియు బల్క్ సిలికాన్ పదార్థాల మాదిరిగానే అల్ట్రా-తక్కువ ఇంపాక్ట్ అయనీకరణ శబ్దం పనితీరును కలిగి ఉన్నారు.

వినూత్న 1550 ఎన్ఎమ్ అవలాంచె ఫోటోడియోడ్ డిటెక్టర్ లిడార్ వ్యవస్థల అభివృద్ధికి సహాయపడుతుంది

యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్ మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని పరిశోధకుల బృందం మొదటిసారిగా కొత్త అల్ట్రా-హై సున్నితత్వం 1550 ఎన్ఎమ్ ఎపిడి ఫోటోడెటెక్టర్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేసింది (అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్), లిడార్ వ్యవస్థలు మరియు ఇతర ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ అనువర్తనాల పనితీరును బాగా మెరుగుపరుస్తుందని వాగ్దానం చేసే పురోగతి.

క్రొత్త పదార్థాలు కీ ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి

ఈ పరిశోధన యొక్క ముఖ్యాంశం పదార్థాల వినూత్న ఉపయోగం. పరిశోధకులు GAASSB ని శోషణ పొరగా మరియు ఆల్గాస్బ్‌ను గుణకం పొరగా ఎంచుకున్నారు. ఈ డిజైన్ సాంప్రదాయ ఇంగాస్/INP నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు గణనీయమైన ప్రయోజనాలను తెస్తుంది:

.

2.అల్‌గాస్బి గుణక పొర: ఆల్గాస్బి గుణక పొర సాంప్రదాయ INP మరియు ఇనాలాస్ గుణక పొర పనితీరులో ఉన్నతమైనది. ఇది ప్రధానంగా గది ఉష్ణోగ్రత, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు అల్ట్రా-తక్కువ అదనపు శబ్దం వద్ద అధిక లాభంతో ప్రతిబింబిస్తుంది.

అద్భుతమైన పనితీరు సూచికలతో

క్రొత్తదిAPD ఫోటోడెటెక్టర్(అవలాంచె ఫోటోడియోడ్ డిటెక్టర్) పనితీరు కొలమానాల్లో గణనీయమైన మెరుగుదలలను కూడా అందిస్తుంది:

1.

2. చాలా తక్కువ శబ్దం: చాలా తక్కువ అధిక శబ్దాన్ని చూపిస్తుంది (f <3, లాభం m = 70; f <4, లాభం m = 100).

3. అధిక క్వాంటం సామర్థ్యం: గరిష్ట లాభం ప్రకారం, క్వాంటం సామర్థ్యం 5935.3%వరకు ఉంటుంది. బలమైన ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం: తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద విచ్ఛిన్న సున్నితత్వం 11.83 mV/K.

Fig 1 APD యొక్క అదనపు శబ్దంఫోటోడెటెక్టర్ పరికరాలుఇతర APD ఫోటోడెటెక్టర్‌తో పోలిస్తే

విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలు

ఈ కొత్త APD లిడార్ సిస్టమ్స్ మరియు ఫోటాన్ అనువర్తనాలకు ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంది:

1. మెరుగైన సిగ్నల్-టు-శబ్దం నిష్పత్తి: అధిక లాభం మరియు తక్కువ శబ్దం లక్షణాలు సిగ్నల్-టు-శబ్దం నిష్పత్తిని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తాయి, ఇది గ్రీన్హౌస్ వాయు పర్యవేక్షణ వంటి ఫోటాన్-పేలవమైన వాతావరణంలో అనువర్తనాలకు కీలకం.

2. బలమైన అనుకూలత: కొత్త APD ఫోటోడెటెక్టర్ (అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్) ప్రస్తుత ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ (INP) ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ ప్లాట్‌ఫామ్‌లతో అనుకూలంగా ఉండేలా రూపొందించబడింది, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న వాణిజ్య కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లతో అతుకులు అనుసంధానం చేస్తుంది.

3. అధిక కార్యాచరణ సామర్థ్యం: ఇది సంక్లిష్ట శీతలీకరణ యంత్రాంగాలు లేకుండా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది, వివిధ ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలలో విస్తరణను సరళీకృతం చేస్తుంది.

ఈ కొత్త 1550 NM SACM APD ఫోటోడెటెక్టర్ (అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్) యొక్క అభివృద్ధి ఈ రంగంలో ఒక ప్రధాన పురోగతిని సూచిస్తుంది, అదనపు శబ్దంతో అనుబంధించబడిన కీ పరిమితులను పరిష్కరిస్తుంది మరియు సాంప్రదాయ APD ఫోటోడెటెక్టర్ (అవలాంచె ఫోటోడెటెక్టర్) రూపకల్పనలలో బ్యాండ్‌విడ్త్ ఉత్పత్తులను పొందండి. ఈ ఆవిష్కరణ లిడార్ వ్యవస్థల సామర్థ్యాలను, ముఖ్యంగా మానవరహిత లిడార్ వ్యవస్థలతో పాటు ఫ్రీ-స్పేస్ కమ్యూనికేషన్లను పెంచుతుందని భావిస్తున్నారు.