Lorgairean dealbhanagus tonnan-fada gearraidh
Tha an t-artaigil seo a’ cur fòcas air stuthan agus prionnsapalan obrach lorgairean-foto (gu h-àraidh an dòigh-freagairt stèidhichte air teòiridh a’ chòmhlain), a bharrachd air na prìomh pharaimeatairean agus suidheachaidhean tagraidh diofar stuthan leth-chonnsachaidh.
1. Prionnsabal bunaiteach: Bidh an lorgaire-foto ag obair stèidhichte air a’ bhuaidh foto-dealain. Feumaidh na fotonan a tha a’ tighinn a-steach lùth gu leòr a ghiùlan (nas motha na leud beàrn-chòmhlain Eg den stuth) gus dealanan a bhrosnachadh bhon chòmhlan vaileans chun chòmhlan giùlain, a’ cruthachadh comharra dealain a ghabhas lorg. Tha lùth foton co-rèireach gu neo-dhìreach ri tonn-fhaid, agus mar sin tha “tonn-fhaid gearraidh” (λ c) aig an lorgaire - an tonn-fhaid as àirde as urrainn freagairt, agus nas fhaide na sin chan urrainn dha freagairt gu h-èifeachdach. Faodar an tonn-fhaid gearraidh a thomhas a’ cleachdadh na foirmle λ c ≈ 1240/Eg (nm), far a bheil Eg air a thomhas ann an eV.
2. Prìomh stuthan leth-chonnsachaidh agus na feartan aca:
Silicon (Si): leud beàrn-chòmhlain mu 1.12 eV, tonn-fhaid gearraidh mu 1107 nm. Freagarrach airson lorg tonn-fhaid ghoirid leithid 850 nm, air a chleachdadh gu cumanta airson eadar-cheangal snàithleach optaigeach ioma-mhodh geàrr-raoin (leithid ionadan dàta).
Gallium arsenide (GaAs): leud beàrn-chòmhlain de 1.42 eV, tonn-fhaid gearraidh de mu 873 nm. Freagarrach airson a’ chòmhlan tonn-fhaid 850 nm, faodar a thoirt a-steach le stòran solais VCSEL den aon stuth air aon chip.
Indium gallium arsenide (InGaAs): Faodar leud a’ bheàirn-chòmhlain atharrachadh eadar 0.36 ~ 1.42 eV, agus tha an tonn-fhaid gearraidh a’ còmhdach 873 ~ 3542 nm. ’S e seo an stuth lorgaire prìomh-shruthach airson uinneagan conaltraidh snàithleach 1310 nm agus 1550 nm, ach feumaidh e fo-strat InP agus tha e iom-fhillte a bhith ag amalachadh le cuairtean stèidhichte air silicon.
Gearmanium (Ge): le leud beàrn-chòmhlain de mu 0.66 eV agus tonn-fhaid gearraidh de mu 1879 nm. Faodaidh e còmhdach a dhèanamh air 1550 nm gu 1625 nm (còmhlan-L) agus tha e co-chòrdail ri fo-stratan silicon, ga dhèanamh na fhuasgladh reusanta airson freagairt a leudachadh gu còmhlain fhada.
Aloidh sileacon gearmàiniam (leithid Si0.5Ge0.5): leud beàrn-chòmhlain mu 0.96 eV, tonn-fhaid gearraidh mu 1292 nm. Le bhith a’ cur gearmàiniam ann an sileacon, faodar tonn-fhaid na freagairt a leudachadh gu còmhlain nas fhaide air an t-substrate sileacon.
3. Ceangal suidheachadh tagraidh:
Còmhlan 850 nm:Lorgairean-foto siliconno faodar lorgairean-foto GaAs a chleachdadh.
Còmhlan 1310/1550 nm:Lorgairean-foto InGaAsair an cleachdadh sa mhòr-chuid. Faodaidh lorgairean-foto gearmàinium fìor-ghlan no measgachadh gearmàinium sileacon an raon seo a chòmhdach cuideachd agus tha buannachdan comasach aca ann an amalachadh stèidhichte air sileacon.
Gu h-iomlan, tro bhun-bheachdan teòiridh a’ chòmhlain agus tonn-fhaid gearraidh, chaidh ath-sgrùdadh siostamach a dhèanamh air feartan an tagraidh agus raon còmhdaich tonn-fhaid diofar stuthan leth-chonnsachaidh ann an lorgairean-foto, agus chaidh an dàimh dlùth eadar taghadh stuthan, uinneag tonn-fhaid conaltraidh snàithleach optaigeach, agus cosgais a’ phròiseis amalachaidh a chomharrachadh.
Àm puist: 8 Giblean 2026