Prionnsabal agus suidheachadh làithreach alorgaire dhealbhan-camara (Luchdaich a-nuas lorgaire dhealbhan APD) Pàirt a Dhà
2.2 APD structar chip
Is e structar chip reusanta am barantas bunaiteach airson innealan àrd-choileanaidh.Tha dealbhadh structarail APD sa mhòr-chuid a’ beachdachadh air ùine RC seasmhach, glacadh tuill aig heterojunction, ùine gluasaid luchd-giùlain tro sgìre crìonadh agus mar sin air adhart.Tha geàrr-chunntas air leasachadh a structair gu h-ìosal:
(1) Structar bunaiteach
Tha an structar APD as sìmplidh stèidhichte air photodiode PIN, tha roinn P agus roinn N air an dopadh gu mòr, agus tha an roinn dà-repellant seòrsa N no seòrsa P air a thoirt a-steach don roinn P a tha faisg air làimh no sgìre N gus dealanan àrd-sgoile agus toll a ghineadh. paidhrichean, gus leudachadh air a’ phrìomh photocurrent a thoirt gu buil.Airson stuthan sreath InP, leis gu bheil an co-èifeachd ionization buaidh toll nas motha na an co-èifeachd ionization buaidh dealanach, mar as trice bidh an roinn buannachd de dopadh seòrsa N air a chuir ann an roinn P.Ann an suidheachadh air leth freagarrach, chan eil ach tuill air an stealladh a-steach don roinn buannachd, agus mar sin canar structar le stealladh tuill ris an structar seo.
(2) Tha in-ghabhail agus buannachd air an comharrachadh
Mar thoradh air feartan beàrn bann farsaing InP (Is e InP 1.35eV agus InGaAs 0.75eV), bidh InP mar as trice air a chleachdadh mar stuth sòn buannachd agus InGaAs mar an stuth sòn sùghaidh.
(3) Tha na structaran in-ghabhail, caisead agus buannachd (SAGM) air am moladh fa leth
Aig an àm seo, bidh a’ mhòr-chuid de dh’ innealan APD malairteach a’ cleachdadh stuth InP/InGaAs, faodar InGaAs mar an ìre sùghaidh, InP fo raon dealain àrd (> 5x105V/cm) gun bhriseadh sìos, a chleachdadh mar stuth sòn buannachd.Airson an stuth seo, is e dealbhadh an APD seo gu bheil am pròiseas maoim-sneachda air a chruthachadh anns an seòrsa N InP le bhith a’ bualadh tuill.A ’beachdachadh air an eadar-dhealachadh mòr anns a’ bheàrn còmhlan eadar InP agus InGaAs, tha an eadar-dhealachadh ìre lùth timcheall air 0.4eV anns a ’chòmhlan valence a’ fàgail gu bheil na tuill a chaidh a chruthachadh ann an còmhdach in-ghabhail InGaAs air am bacadh aig oir an heterojunction mus ruig iad còmhdach iomadachaidh InP agus tha an astar gu mòr air a lughdachadh, a’ leantainn gu ùine freagairt fada agus leud-bann cumhang den APD seo.Faodar an duilgheadas seo fhuasgladh le bhith a’ cur còmhdach gluasaid InGaAsP eadar an dà stuth.
(4) Tha na structaran in-ghabhail, caisead, cosgais agus buannachd (SAGCM) air am moladh fa leth
Gus tuilleadh atharrachadh a dhèanamh air cuairteachadh raon dealain an ìre in-ghabhail agus an ìre buannachd, tha an ìre cosgais air a thoirt a-steach do dhealbhadh an inneil, a tha gu mòr a’ leasachadh astar agus freagairteachd an inneil.
(5) Structar SAGCM leasaichte le resonator (RCE).
Anns an dealbhadh as fheàrr gu h-àrd de lorgairean traidiseanta, feumaidh sinn aghaidh a thoirt air gu bheil tiugh an t-sreath in-ghabhail na fheart eadar-dhealaichte airson astar inneal agus èifeachdas cuantamach.Faodaidh tiugh tana an t-sreath sùghaidh ùine gluasaid an neach-giùlain a lughdachadh, agus mar sin gheibhear leud-bann mòr.Ach, aig an aon àm, gus èifeachdas cuantamach nas àirde fhaighinn, feumaidh tiugh gu leòr a bhith aig an ìre in-ghabhail.Faodaidh am fuasgladh don duilgheadas seo a bhith mar an structar cuas athshondach (RCE), is e sin, tha am Bragg Reflector sgaoilte (DBR) air a dhealbhadh aig bonn is mullach an inneil.Tha an sgàthan DBR air a dhèanamh suas de dhà sheòrsa de stuthan le clàr-amais ìosal refractive agus clàr-amais àrd ath-tharraingeach ann an structar, agus bidh an dithis a ’fàs mu seach, agus tha tiugh gach còmhdach a’ coinneachadh ris an tonn solais tachartais 1/4 anns an semiconductor.Faodaidh structar resonator an lorgaire coinneachadh ris na riatanasan astair, faodar tiugh an t-sreath in-ghabhail a dhèanamh gu math tana, agus tha èifeachdas cuantamach an dealanach air a mheudachadh às deidh grunn mheòrachadh.
(6) Structar stiùireadh tonn-cuibhle le oir (WG-APD)
Is e fuasgladh eile airson fuasgladh fhaighinn air an aghaidh buaidh eadar-dhealaichte de thiugh còmhdach in-ghabhail air astar inneal agus èifeachdas cuantamach a bhith a’ toirt a-steach structar stiùireadh tonn le iomall.Bidh an structar seo a ’dol a-steach don t-solas bhon taobh, leis gu bheil an còmhdach in-ghabhail glè fhada, tha e furasta faighinn a-mach èifeachdas cuantamach àrd, agus aig an aon àm, faodar an còmhdach sùghaidh a dhèanamh gu math tana, a’ lughdachadh ùine gluasaid an neach-giùlain.Mar sin, tha an structar seo a 'fuasgladh an eisimeileachd eadar-dhealaichte de leud-bann agus èifeachdas air tighead an t-sreath in-ghabhail, agus thathar an dùil gun coilean e ìre àrd agus àrd-èifeachdas cuantamach APD.Tha pròiseas WG-APD nas sìmplidh na pròiseas RCE APD, a tha a’ cur às don phròiseas ullachaidh iom-fhillte de sgàthan DBR.Mar sin, tha e nas so-dhèanta anns an raon practaigeach agus freagarrach airson ceangal optigeach plèana cumanta.
3. Co-dhùnadh
Leasachadh maoim-sneachdalorgaire dealbhstuthan agus innealan air an sgrùdadh.Tha na h-ìrean ionization bualadh dealanach is tuill de stuthan InP faisg air an fheadhainn aig InAlAs, a tha a’ leantainn gu pròiseas dùbailte an dà symbion giùlain, a tha a’ fàgail ùine togail maoim-slèibhe nas fhaide agus fuaim àrdachadh.An coimeas ri stuthan fìor-ghlan InAlAs, tha co-mheas nas motha de cho-èifeachdan ionization bualadh aig structaran InGaAs (P) / InAlAs agus In (Al) GaAs / InAlAs de cho-èifeachdan ionization bualadh, agus mar sin faodar coileanadh fuaim atharrachadh gu mòr.A thaobh structar, thathas a’ leasachadh structar SAGCM leasaichte le resonator (RCE) agus structar tonn-thonn ceangailte ri oir (WG-APD) gus fuasgladh fhaighinn air na contrarrachdan eadar diofar bhuaidhean tiugh còmhdach sùghaidh air astar inneal agus èifeachdas cuantamach.Air sgàth cho iom-fhillte 'sa tha am pròiseas, feumar tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air cleachdadh practaigeach an dà structar seo.
Ùine puist: Samhain-14-2023