高感度雪崩光検出器の最近の進歩

最近の進歩高感度雪崩光検出器

室温の高感度1550 nmAvalanche Photodiode Detector

近赤外線（SWIR）バンドでは、高速高速雪崩ダイオードが光電子通信およびLIDARアプリケーションで広く使用されています。ただし、インジウムガリウムヒ素雪崩故障ダイオード（INGAAS APD）が支配する現在の近赤外雪石（APD）は、従来の乗数領域材料、リン酸インジウム（INP）、およびインジウムアルミニウム原生生物のランダム衝突イオン化ノイズによって常に制限されています（ Inalas）、デバイスの感度が大幅に低下します。長年にわたり、多くの研究者は、INGAASおよびINP光電子プラットフォームプロセスと互換性のある新しい半導体材料を積極的に探しています。

革新的な1550 nmの雪崩フォトダイオード検出器は、LIDARシステムの開発に役立ちます

英国と米国の研究者チームは、新しい超高感度1550 nm APDフォトセクターを初めて開発しました（雪崩光検出器）、LIDARシステムおよびその他の光電子アプリケーションのパフォーマンスを大幅に改善することを約束するブレークスルー。

新しい材料は重要な利点を提供します

この研究のハイライトは、材料の革新的な使用です。研究者は、Gaassbを吸収層として、藻類を乗数層として選択しました。このデザインは、従来のIngaas/INPとは異なり、大きな利点をもたらします。

1.GaassB吸収層：GaassBにはINGAAと同様の吸収係数があり、GaassB吸収層から藻類（乗数層）への遷移は簡単で、トラップ効果を低下させ、デバイスの速度と吸収効率を改善します。

2.アルガスブ乗数層：藻類の乗数層は、パフォーマンスにおける従来のINPおよびINALAS乗数層よりも優れています。主に室温での高いゲイン、高い帯域幅、超低過剰ノイズに反映されます。

優れたパフォーマンスインジケーターを備えています

新しいAPD光検出器（Avalanche Photodiode Detector）は、パフォーマンスメトリックの大幅な改善も提供します。

1。超高ゲイン：278の超高ゲインは室温で達成され、最近ジン・シャオ博士は構造の最適化とプロセスを改善し、最大ゲインはM = 1212に増加しました。

2。非常に低いノイズ：非常に低い過剰ノイズを示します（F <3、ゲインM = 70; F <4、ゲインM = 100）。

3。高量子効率：最大ゲインの下では、量子効率は5935.3％に達します。強い温度安定性：低温での分解感度は約11.83 mV/kです。

図1 APDの過剰なノイズ光検出器デバイス他のAPD光検出器と比較して

幅広いアプリケーションの見通し

この新しいAPDには、Lidarシステムと光子アプリケーションに重要な意味があります。

1。信号対雑音比の改善：高ゲインと低ノイズの特性は、温室効果ガスモニタリングなどの光子貧困環境でのアプリケーションにとって重要な信号対雑音比を大幅に改善します。

2。強力な互換性：新しいAPDフォトセクター（雪崩光検出器）は、現在のリン化インジウム（INP）オプトエレクトロニクスプラットフォームと互換性があるように設計されており、既存の商用通信システムとのシームレスな統合を確保します。

3.高動作効率：複雑な冷却メカニズムなしに室温で効率的に動作し、さまざまな実用的なアプリケーションでの展開を簡素化できます。

この新しい1550 nm SACM APDフォトセクター（雪崩写真検出器）の開発は、フィールドの主要なブレークスルーを表し、過剰なノイズに関連する重要な制限に対処し、従来のAPDフォトセクター（雪崩写真検出器）デザインの帯域幅産物を獲得します。このイノベーションは、特に無人のLIDARシステムとフリースペース通信で、Lidarシステムの機能を高めることが期待されています。