Avances recentes enFotodetectores de avalancha de alta sensibilidade
Temperatura ambiente alta sensibilidade 1550 nmDetector de fotodiodes de avalancha
Na banda próxima infravermella (SWIR), os diodos de avalancha de alta velocidade de alta velocidade son amplamente utilizados en aplicacións de comunicación optoelectrónica e LIDAR. Non obstante, o fotodiodo de avalancha de avalancha actual (APD) dominado polo diodo de ruptura de avalancha de arsénico de galio de galio indio (INGAAS APD) estivo sempre limitado polo ruído de colisión aleatoria dos materiais multiplicadores tradicionais, o fosfuro de indio (INP) e o indio Aluminico de Alumínico indio (indio) Aluménico indio (indio de aluminio indio (indio (indium aluminico (indium aluminico (indio indio indio (indio indio (indio indio (indio (indium) indio (indio indio (indio indio (indio de aluminio (Aluminio (Aluminio (Aluminio (Alumínico indio indio indio (indio (indio (indio (indio indium indio (indio (Aluminio (Aluminico (Aluminio (Aluminio Indium (Aluminio indio) Inalas), obtendo unha redución significativa da sensibilidade do dispositivo. Ao longo dos anos, moitos investigadores están a buscar activamente novos materiais de semiconductores compatibles cos procesos de plataforma optoelectrónica INGAAs e INP e teñen un rendemento de ruído de ionización de impacto moi baixo similar aos materiais de silicio a granel.
O innovador detector de fotodiodes de avalancha de 1550 nm axuda ao desenvolvemento de sistemas LIDAR
Un equipo de investigadores do Reino Unido e dos Estados Unidos desenvolveron por primeira vez con éxito unha nova sensibilidade ultra-alta 1550 nm APD Fotodetector (fotodetector de avalancha), un avance que promete mellorar enormemente o rendemento dos sistemas LIDAR e outras aplicacións optoelectrónicas.
Os novos materiais ofrecen vantaxes clave
O máis destacado desta investigación é o uso innovador de materiais. Os investigadores escolleron Gaassb como capa de absorción e algaassb como capa multiplicadora. Este deseño difire das InGaas/INP tradicionais e trae vantaxes importantes:
1. Capa de absorción deGaASSB: GaASSB ten un coeficiente de absorción similar aos InGaAs, e a transición da capa de absorción de GaASSB a ALGAASSB (capa multiplicadora) é máis sinxela, reducindo o efecto trampa e mellorando a velocidade e a eficiencia de absorción do dispositivo.
2. Capa do multiplicador de AALGAASSB: a capa multiplicadora ALGAASSB é superior á capa tradicional de multiplicador INP e inalas no rendemento. Reflícase principalmente en alta ganancia a temperatura ambiente, alto ancho de banda e exceso de exceso de baixo ruído.
Con excelentes indicadores de rendemento
O novoFotodetector APD(Detector de fotodiodes de avalancha) tamén ofrece melloras significativas nas métricas de rendemento:
1. Ultra-alta ganancia: a ganancia ultra-alta de 278 logrouse a temperatura ambiente e recentemente o doutor Jin Xiao mellorou a optimización e proceso da estrutura, e a ganancia máxima aumentouse a M = 1212.
2. Ruído moi baixo: mostra un ruído excesivo moi baixo (f <3, ganancia m = 70; f <4, ganar m = 100).
3. Eficiencia cuántica de alta: baixo a ganancia máxima, a eficiencia cuántica é ata o 5935,3%. Forte estabilidade da temperatura: a sensibilidade á avaría a baixa temperatura é de aproximadamente 11,83 mV/K.
Fig 1 Exceso de ruído de APDDispositivos fotodetectoresen comparación con outro fotodetector APD
Amplas perspectivas de aplicación
Esta nova APD ten importantes implicacións para os sistemas LIDAR e as aplicacións de fotóns:
1. Mellora da relación sinal-ruído: a alta ganancia e as características de baixo ruído melloran significativamente a relación sinal-ruído, o que é fundamental para as aplicacións en ambientes pobres fotónicos, como o control de gases de efecto invernadoiro.
2. Forte compatibilidade: o novo fotodetector APD (fotodetector de avalancha) está deseñado para ser compatible coas plataformas de optoelectrónica de fosfuro de indio (INP) actual, garantindo a integración perfecta cos sistemas de comunicación comercial existentes.
3. Alta eficiencia operativa: pode funcionar de forma eficiente a temperatura ambiente sen mecanismos complexos de refrixeración, simplificando o despregamento en diversas aplicacións prácticas.
O desenvolvemento deste novo fotodetector APD SACM de 1550 nm (fotodetector de avalancha) representa un avance importante no campo, aborda as limitacións clave asociadas ao exceso de ruído e obtén os deseños de produtos de ancho de banda no fotodetector APD tradicional (fotodetector de avalancha). Espérase que esta innovación aumente as capacidades dos sistemas LIDAR, especialmente nos sistemas LIDAR non tripulados, así como en comunicacións de espazo libre.
Tempo de publicación: 13-2025 de xaneiro