عکس تک فوتون اینگاس

تک فوتوننوراسگر اینگا

با پیشرفت سریع لیدر ،تشخیص نورفناوری و فناوری اعم از فناوری مورد استفاده برای فناوری تصویربرداری خودکار وسیله نقلیه نیز نیازهای بالاتری دارند ، حساسیت و وضوح زمان ردیاب مورد استفاده در فناوری سنتی تشخیص کم نور نمی تواند نیازهای واقعی را برآورده کند. فوتون منفرد کوچکترین واحد انرژی نور است و ردیاب با توانایی تشخیص تک فوتون ابزار نهایی تشخیص کم نور است. در مقایسه با Ingaasنوری APD، آشکارسازهای تک فوتونی مبتنی بر PhotoDetector APD INGAAS سرعت ، حساسیت و کارآیی بالاتری دارند. بنابراین ، مجموعه ای از تحقیقات در مورد ردیاب های تک فوتون PhotoDetector APD در GAAS در داخل و خارج از کشور انجام شده است.

محققان دانشگاه میلان در ایتالیا ابتدا یک مدل دو بعدی برای شبیه سازی رفتار گذرا یک فوتون واحد تهیه کردندنوری بهمندر سال 1997 ، و نتایج شبیه سازی عددی از خصوصیات گذرا از یک نوری بهمن فوتون تک. سپس در سال 2006 ، محققان از MOCVD برای تهیه هندسی مسطح استفاده کردندPhotoDetector APD INGAASآشکارساز تک فوتون ، که با کاهش لایه بازتاب و تقویت میدان الکتریکی در رابط ناهمگن ، بازده تشخیص تک فوتون را به 10 ٪ افزایش داد. در سال 2014 ، با بهبود بیشتر شرایط انتشار روی و بهینه سازی ساختار عمودی ، آشکارساز تک فوتون دارای راندمان تشخیص بالاتری ، تا 30 ٪ است و به یک ضربه محکم و ناگهانی در حدود 87 ps می رسد. در سال 2016 ، Sanzaro M و همکاران. ادغام PhotoDetector یک فوتون APD INGAAS با یک مقاومت یکپارچه یکپارچه ، یک ماژول شمارش یک فوتون جمع و جور را بر اساس آشکارساز طراحی کرده و یک روش خاموش کننده ترکیبی را ارائه می دهد که به طور قابل توجهی بار به Avalanche را کاهش می دهد ، از این طریق کاهش پس از پالس و Crosstalk نوری ، و کاهش زمان بندی زمان 70 PS. در همین زمان ، سایر گروه های تحقیقاتی نیز تحقیقاتی در مورد APD INGAAS انجام داده انددستگاه نوریردیاب تک فوتون. به عنوان مثال ، Princeton Lightwave INGAAS/INPAPD تک فوتون را با ساختار مسطح طراحی کرده و آن را در استفاده تجاری قرار داده است. انستیتوی فیزیک فنی شانگهای عملکرد تک فوتونی فوتودکتور APD را با استفاده از حذف ذخایر روی و حالت پالس دروازه متعادل خازنی با شمارش تیره پالس 10 ⁻⁴ 10 ⁻⁴/NS در فرکانس پالس 1.5 مگاهرتز آزمایش کرد. جوزف پ و همکاران. ساختار MESA INGAAS APD PhotoDetector تک فوتون را با باند وسیع تر طراحی کرده و از INGAASP به عنوان ماده لایه جذب کننده برای به دست آوردن تعداد تاریک پایین تر بدون تأثیرگذاری بر راندمان تشخیص استفاده می کند.

حالت عملیاتی دستگاه فوتون تک فوتون APD APD APD حالت عملکرد رایگان است ، یعنی ، Photodetector APD باید پس از وقوع بهمن ، مدار محیطی را خاموش کند و پس از خاموش شدن برای یک دوره زمانی بازیابی شود. In order to reduce the impact of quenching delay time, it is roughly divided into two types: One is to use passive or active quenching circuit to achieve quenching, such as the active quenching circuit used by the R Thew, etc. Figure (a), (b) is a simplified diagram of the electronic control and active quenching circuit and its connection with APD photodetector, which has been developed to work in gated or free running mode, significantly reducing the previously مشکل غیر واقعی پس از پالس. علاوه بر این ، راندمان تشخیص در 1550 نانومتر 10 ٪ است و احتمال پس از پالس به کمتر از 1 ٪ کاهش می یابد. مورد دوم تحقق سریع و بازیابی سریع با کنترل سطح ولتاژ تعصب است. از آنجا که این امر به کنترل بازخورد پالس بهمن بستگی ندارد ، زمان تأخیر در فرونشست به طور قابل توجهی کاهش می یابد و راندمان تشخیص ردیاب بهبود می یابد. به عنوان مثال ، LC Comandar و همکاران از حالت دروازه استفاده می کنند. یک آشکارساز تک فوتون بر اساس INGAAS/INPAPD تهیه شد. راندمان تشخیص تک فوتون بیش از 55 ٪ در 1550 نانومتر بود و احتمال پس از پالس 7 ٪ حاصل شد. بر این اساس ، دانشگاه علوم و فناوری چین با استفاده از فیبر چند حالته به طور همزمان با یک دستگاه نوری PhotoDetector APD INGAAS APD ، یک سیستم LIDAR ایجاد کرد. تجهیزات آزمایشی در شکل (c) و (d) نشان داده شده است ، و تشخیص ابرهای چند لایه با ارتفاع 12 کیلومتر با وضوح زمانی 1 ثانیه و وضوح مکانی 15 متر تحقق می یابد.