సింగిల్ ఫోటాన్InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్
LiDAR యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో,కాంతి గుర్తింపుఆటోమేటిక్ వెహికల్ ట్రాకింగ్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీకి ఉపయోగించే టెక్నాలజీ మరియు రేంజింగ్ టెక్నాలజీ కూడా అధిక అవసరాలను కలిగి ఉంటాయి, సాంప్రదాయ తక్కువ కాంతి గుర్తింపు సాంకేతికతలో ఉపయోగించే డిటెక్టర్ యొక్క సున్నితత్వం మరియు సమయ స్పష్టత వాస్తవ అవసరాలను తీర్చలేవు. సింగిల్ ఫోటాన్ అనేది కాంతి యొక్క అతి చిన్న శక్తి యూనిట్, మరియు సింగిల్ ఫోటాన్ గుర్తింపు సామర్థ్యం కలిగిన డిటెక్టర్ తక్కువ కాంతి గుర్తింపు యొక్క చివరి సాధనం. InGaAs తో పోలిస్తేAPD ఫోటోడిటెక్టర్, InGaAs APD ఫోటోడెటెక్టర్ ఆధారంగా సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్లు అధిక ప్రతిస్పందన వేగం, సున్నితత్వం మరియు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, IN-GAAS APD ఫోటోడెటెక్టర్ సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్లపై స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో వరుస పరిశోధనలు జరిగాయి.
ఇటలీలోని మిలన్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన పరిశోధకులు మొదట ఒకే ఫోటాన్ యొక్క తాత్కాలిక ప్రవర్తనను అనుకరించడానికి రెండు డైమెన్షనల్ నమూనాను అభివృద్ధి చేశారు.హిమపాతం ఫోటోడిటెక్టర్1997 లో, మరియు ఒకే ఫోటాన్ అవలాంచ్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క తాత్కాలిక లక్షణాల సంఖ్యా అనుకరణ ఫలితాలను ఇచ్చింది. తరువాత 2006 లో, పరిశోధకులు ప్లానార్ రేఖాగణితInGaAs APD ఫోటోడిటెక్టర్సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్, ఇది ప్రతిబింబ పొరను తగ్గించడం మరియు వైవిధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని పెంచడం ద్వారా సింగిల్-ఫోటాన్ గుర్తింపు సామర్థ్యాన్ని 10%కి పెంచింది. 2014లో, జింక్ వ్యాప్తి పరిస్థితులను మరింత మెరుగుపరచడం మరియు నిలువు నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా, సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్ 30% వరకు అధిక గుర్తింపు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు దాదాపు 87 ps టైమింగ్ జిట్టర్‌ను సాధిస్తుంది. 2016లో, SANZARO M మరియు ఇతరులు InGaAs APD ఫోటోడెటెక్టర్ సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌ను మోనోలిథిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ రెసిస్టర్‌తో అనుసంధానించారు, డిటెక్టర్ ఆధారంగా కాంపాక్ట్ సింగిల్-ఫోటాన్ కౌంటింగ్ మాడ్యూల్‌ను రూపొందించారు మరియు హిమపాతం ఛార్జ్‌ను గణనీయంగా తగ్గించే హైబ్రిడ్ క్వెన్చ్ పద్ధతిని ప్రతిపాదించారు, తద్వారా పోస్ట్-పల్స్ మరియు ఆప్టికల్ క్రాస్‌స్టాక్‌ను తగ్గించారు మరియు టైమింగ్ జిట్టర్‌ను 70 psకి తగ్గించారు. అదే సమయంలో, ఇతర పరిశోధనా బృందాలు కూడా InGaAs APDపై పరిశోధనలు నిర్వహించాయి.ఫోటోడిటెక్టర్సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్. ఉదాహరణకు, ప్రిన్స్టన్ లైట్‌వేవ్ InGaAs/InPAPD సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌ను ప్లానార్ స్ట్రక్చర్‌తో రూపొందించి వాణిజ్య ఉపయోగంలోకి తెచ్చింది. షాంఘై ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నికల్ ఫిజిక్స్ 1.5 MHz పల్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద 3.6 × 10 ⁻⁴/ns పల్స్‌తో జింక్ నిక్షేపాలను తొలగించడం మరియు కెపాసిటివ్ బ్యాలెన్స్‌డ్ గేట్ పల్స్ మోడ్‌ను ఉపయోగించి APD ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క సింగిల్-ఫోటాన్ పనితీరును పరీక్షించింది. జోసెఫ్ పి మరియు ఇతరులు విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్‌తో మీసా స్ట్రక్చర్ InGaAs APD ఫోటోడెటెక్టర్ సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌ను రూపొందించారు మరియు గుర్తింపు సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేయకుండా తక్కువ డార్క్ కౌంట్‌ను పొందడానికి InGaAsPని శోషక పొర పదార్థంగా ఉపయోగించారు.
InGaAs APD ఫోటోడెటెక్టర్ సింగిల్ ఫోటాన్ డిటెక్టర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ మోడ్ ఫ్రీ ఆపరేషన్ మోడ్, అంటే, APD ఫోటోడెటెక్టర్ హిమపాతం సంభవించిన తర్వాత పరిధీయ సర్క్యూట్‌ను చల్లార్చాలి మరియు కొంతకాలం చల్లార్చిన తర్వాత కోలుకోవాలి. చల్లార్చడం ఆలస్యం సమయం ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, దీనిని సుమారుగా రెండు రకాలుగా విభజించారు: ఒకటి R Thew ఉపయోగించే యాక్టివ్ క్వెన్చింగ్ సర్క్యూట్ వంటి చల్లార్చడం సాధించడానికి నిష్క్రియాత్మక లేదా చురుకైన చల్లార్చడం సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం. చిత్రం (a), (b) అనేది ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ మరియు చురుకైన చల్లార్చడం సర్క్యూట్ మరియు APD ఫోటోడెటెక్టర్‌తో దాని కనెక్షన్ యొక్క సరళీకృత రేఖాచిత్రం, ఇది గేటెడ్ లేదా ఫ్రీ రన్నింగ్ మోడ్‌లో పనిచేయడానికి అభివృద్ధి చేయబడింది, ఇది గతంలో గ్రహించని పోస్ట్-పల్స్ సమస్యను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది. అంతేకాకుండా, 1550 nm వద్ద గుర్తింపు సామర్థ్యం 10%, మరియు పోస్ట్-పల్స్ సంభావ్యత 1% కంటే తక్కువకు తగ్గించబడుతుంది. రెండవది బయాస్ వోల్టేజ్ స్థాయిని నియంత్రించడం ద్వారా వేగవంతమైన చల్లార్చడం మరియు రికవరీని గ్రహించడం. ఇది హిమపాత పల్స్ యొక్క ఫీడ్‌బ్యాక్ నియంత్రణపై ఆధారపడనందున, చల్లార్చే ఆలస్యం సమయం గణనీయంగా తగ్గుతుంది మరియు డిటెక్టర్ యొక్క గుర్తింపు సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది. ఉదాహరణకు, LC కోమందర్ మరియు ఇతరులు గేటెడ్ మోడ్‌ను ఉపయోగిస్తారు. InGaAs/InPAPD ఆధారంగా ఒక గేటెడ్ సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్ తయారు చేయబడింది. సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్షన్ సామర్థ్యం 1550 nm వద్ద 55% కంటే ఎక్కువగా ఉంది మరియు 7% పోస్ట్-పల్స్ సంభావ్యత సాధించబడింది. ఈ ప్రాతిపదికన, చైనాలోని సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ విశ్వవిద్యాలయం ఫ్రీ-మోడ్ InGaAs APD ఫోటోడెటెక్టర్ సింగిల్-ఫోటాన్ డిటెక్టర్‌తో కలిపి మల్టీ-మోడ్ ఫైబర్‌ను ఉపయోగించి liDAR వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేసింది. ప్రయోగాత్మక పరికరాలు చిత్రం (c) మరియు (d)లో చూపబడ్డాయి మరియు 12 కి.మీ ఎత్తుతో బహుళ-పొర మేఘాలను గుర్తించడం 1 సెకను సమయ రిజల్యూషన్ మరియు 15 మీటర్ల ప్రాదేశిక రిజల్యూషన్‌తో గ్రహించబడుతుంది.
పోస్ట్ సమయం: మే-07-2024