Foton singilteLorgaire dhealbhan InGaA
Le leasachadh luath air LiDAR, tha anlorg solaistha riatanasan nas àirde cuideachd aig teicneòlas agus teicneòlas eadar-dhealaichte a thathas a’ cleachdadh airson teicneòlas ìomhaighean tracadh carbaid fèin-ghluasadach, chan urrainn do chugallachd agus fuasgladh ùine an lorgaire a thathas a’ cleachdadh anns an teicneòlas lorg solais ìosal traidiseanta coinneachadh ris na fìor fheumalachdan. Is e foton singilte an aonad lùth as lugha de sholas, agus is e an lorgaire le comas lorg aon photon an inneal mu dheireadh airson lorg solais ìosal. An coimeas ri InGaAsLuchdaich a-nuas lorgaire dhealbhan APD, tha astar freagairt, cugallachd agus èifeachdas nas àirde aig lorgairean aon-photon stèidhichte air photodetector InGaAs APD. Mar sin, chaidh sreath de sgrùdaidhean a dhèanamh air lorgairean photodetector singilte IN-GAAS APD aig an taigh agus thall thairis.
Leasaich luchd-rannsachaidh bho Oilthigh Milan san Eadailt modal dà-thaobhach an-toiseach gus atharrais air giùlan gluasadach aon photonlorgaire dhealbhan-camaraann an 1997, agus thug e seachad toraidhean atharrais àireamhach de fheartan gluasadach aon photodetector maoim-sneachda photon. An uairsin ann an 2006, chleachd an luchd-rannsachaidh MOCVD gus geoimeatrach planar ullachadhLorgaire dhealbhan InGaAs APDlorgaire photon singilte, a mheudaich èifeachdas lorg aon-photon gu 10% le bhith a’ lughdachadh an ìre meòrachail agus ag àrdachadh an raon dealain aig an eadar-aghaidh heterogeneous. Ann an 2014, le bhith ag adhartachadh tuilleadh shuidheachaidhean sgaoilidh sinc agus a’ dèanamh an fheum as fheàrr den structar dìreach, tha èifeachdas lorgaidh nas àirde aig an lorgaire aon-photon, suas ri 30%, agus a’ coileanadh jitter tìm timcheall air 87 ps. Ann an 2016, SANZARO M et al. amalaichte an InGaAs APD photodetector lorgaire aon-photon le resistor aonaichte monolithic, dhealbhaich iad modal cunntais aon-photon teann stèidhichte air an lorgaire, agus mhol e dòigh quench tar-chinealach a lughdaich cosgais maoim-sneachda gu mòr, agus mar sin a’ lughdachadh post-pulse agus crosstalk optigeach, agus lughdachadh ùine jitter gu 70 ps. Aig an aon àm, tha buidhnean rannsachaidh eile cuideachd air rannsachadh a dhèanamh air InGaAs APDlorgaire dealbhlorgar aon photon. Mar eisimpleir, tha Princeton Lightwave air lorgaire photon singilte InGaAs / InPAPD a dhealbhadh le structar planar agus a chuir gu feum malairteach. Rinn Institiud Fiosaig Teicnigeach Shanghai deuchainn air coileanadh aon-photon de photodetector APD a’ cleachdadh toirt air falbh tasgaidhean sinc agus am modh cuisle geata cothromach capacitive le cunntadh dorcha de chuisle 3.6 × 10 ⁻ / ns aig tricead cuisle de 1.5 MHz. Eòsaph P et al. dhealbhaich an structar mesa InGaAs APD photodetector lorgaire photon singilte le bann-leathann nas fharsainge, agus chleachd e InGaAsP mar an stuth còmhdach sùghaidh gus cunntas dorcha nas ìsle fhaighinn gun a bhith a’ toirt buaidh air èifeachdas lorg.
Is e modh obrachaidh an lorgaire photodetector singilte InGaAs APD modh obrachaidh an-asgaidh, is e sin, feumaidh an photodetector APD an cuairteachadh iomaill a chuir às às deidh maoim-sneachda, agus faighinn air ais às deidh a bhith a’ crìonadh airson ùine. Gus buaidh ùine dàil quenching a lughdachadh, tha e air a roinn gu garbh ann an dà sheòrsa: Is e aon a bhith a’ cleachdadh cuairteachadh quenching fulangach no gnìomhach gus quenching a choileanadh, leithid an cuairteachadh quenching gnìomhach a bhios an R Thew a ’cleachdadh, msaa. Figear (a) , (b) na dhiagram nas sìmplidhe den chuairt smachd dealanach agus quenching gnìomhach agus a cheangal ri photodetector APD, a chaidh a leasachadh gus obrachadh ann am modh ruith le geata no an-asgaidh, a’ lughdachadh gu mòr an duilgheadas post-pulse nach deach a choileanadh roimhe. A bharrachd air an sin, tha an èifeachdas lorg aig 1550 nm 10%, agus tha coltachd post-pulse air a lughdachadh gu nas lugha na 1%. Is e an dàrna fear quenching luath agus faighinn air ais le bhith a’ cumail smachd air ìre bholtachd claon. Leis nach eil e an urra ri smachd fios-air-ais air cuisle maoim-slèibhe, tha an ùine dàil ann an quenching air a lughdachadh gu mòr agus tha èifeachdas lorgaidh an lorgaire air a leasachadh. Mar eisimpleir, bidh LC Comandar et al a’ cleachdadh am modh le gata. Chaidh lorgaire aon-photon le gata stèidhichte air InGaAs / InPAPD ullachadh. Bha an èifeachdas lorg aon-photon os cionn 55% aig 1550 nm, agus chaidh an coltachd post-pulse de 7% a choileanadh. Air a’ bhunait seo, stèidhich Oilthigh Saidheans agus Teicneòlais Shìona siostam liDAR a’ cleachdadh snàithleach ioma-mhodh aig an aon àm còmhla ri lorgaire aon-photon photodetector InGaAs APD saor-mhodh. Tha an uidheamachd deuchainneach air a shealltainn ann am Figear (c) agus (d), agus lorgar sgòthan ioma-fhilleadh le àirde 12 km air a thoirt gu buil le rùn ùine de 1 s agus rùn spàsail de 15 m.
Ùine puist: Cèitean-07-2024