Lorgaire foto-foton aon-fotonair briseadh tron bhacadh èifeachdais 80%
Aon-fotonlorgaire-fotoair an cleachdadh gu farsaing ann an raointean fotonaig cuantamach agus ìomhaighean aon-foton air sgàth na buannachdan teann agus cosgais ìseal aca, ach tha na cnapan-starra teicnigeach a leanas romhpa.
Cuingealachaidhean teicnigeach gnàthach
1. CMOS agus SPAD tana-cheangail: Ged a tha amalachadh àrd agus jitter tìm ìosal aca, tha an còmhdach sùghaidh tana (beagan mhicrometairean), agus tha am PDE cuibhrichte anns an roinn faisg air infridhearg, le dìreach mu 32% aig 850 nm.
2. SPAD tiugh-cheangail: Tha sreath sùghaidh deichean de mhicreameatairean de thighead ann. Tha PDE de mu 70% aig toraidhean malairteach aig 780 nm, ach tha e air leth dùbhlanach briseadh troimhe 80%.
3. Leugh a-mach crìochan a’ chuairt: Feumaidh SPAD tiugh-cheangail bholtaids thar-chlaonadh de chòrr is 30V gus dèanamh cinnteach à coltachd àrd maoim-sneachda. Fiù 's le bholtaids cuir às de 68V ann an cuairtean traidiseanta, chan urrainnear am PDE a mheudachadh ach gu 75.1%.
Fuasgladh
Dèan structar leth-chonnsachaidh SPAD nas fheàrr. Dealbhadh le soillseachadh air a chùlaibh: Bidh fotonan a tha a’ tuiteam a’ crìonadh gu h-eas-chruthach ann an sileacon. Tha an structar le soillseachadh air a chùlaibh a’ dèanamh cinnteach gu bheil a’ mhòr-chuid de na fotonan air an gabhail a-steach don t-sreath gabhail a-steach, agus gu bheil na dealanan a thèid a chruthachadh air an stealladh a-steach don roinn maoim-sneachda. Leis gu bheil ìre ianachaidh dealanan ann an sileacon nas àirde na ìre thuill, tha stealladh dealanach a’ toirt seachad coltachd nas àirde de mhaoim-sneachda. Roinn dìolaidh dopaidh: Le bhith a’ cleachdadh pròiseas sgaoilidh leantainneach boron agus fosfarais, tha an dopadh eu-domhainn air a dhìoladh gus an raon dealain a dhìreadh anns an roinn dhomhainn le nas lugha de lochdan criostail, a’ lughdachadh fuaim leithid DCR gu h-èifeachdach.
2. Cuairt leughaidh àrd-choileanaidh. Mùchadh leud àrd 50V Gluasad stàite luath; Obrachadh ioma-mhodhail: Le bhith a’ cothlamadh comharran MÙCHADH agus ATH-SHEALLADH smachd FPGA, gheibhear atharrachadh sùbailte eadar obrachadh saor (brosnachadh comharran), geatadh (draibhear GEATA taobh a-muigh), agus modhan tar-chinealach.
3. Ullachadh agus pacadh innealan. Tha pròiseas uaifearan SPAD air a ghabhail os làimh, le pasgan dealan-dè. Tha an SPAD ceangailte ris an t-substrate giùlain AlN agus air a chuir a-steach gu dìreach air an fhuaradair teirmeach-electric (TEC), agus tha smachd teothachd air a choileanadh tro theirmistar. Tha snàithleanan optigeach ioma-mhodh air an co-thaobhadh gu mionaideach ri meadhan SPAD gus ceangal èifeachdach a choileanadh.
4. Calabrachadh coileanaidh. Rinneadh an calabrachadh le bhith a’ cleachdadh dà-ode leusair cuisleach picosecond 785 nm (100 kHz) agus inneal-tionndaidh ùine-didseatach (TDC, rùn 10 ps).
Geàrr-chunntas
Le bhith a’ leasachadh structar SPAD (thick junction, back-illuminated, doping compensation) agus ag ùr-ghnàthachadh a’ chuairt mhùchaidh 50 V, shoirbhich leis an sgrùdadh seo PDE an lorgaire aon-photon stèidhichte air silicon a phutadh gu àirde ùr de 84.4%. An coimeas ri toraidhean malairteach, chaidh a choileanadh coileanta a leasachadh gu mòr, a’ toirt seachad fuasglaidhean practaigeach airson tagraidhean leithid conaltradh cuantamach, coimpiutaireachd cuantamach, agus ìomhaighean àrd-mhothachail a dh’ fheumas èifeachdas fìor àrd agus obrachadh sùbailte. Tha an obair seo air bunait làidir a chuir sìos airson tuilleadh leasachaidh air stèidhichte air silicon.lorgaire aon-fotonteicneòlas.
Àm puist: 28 Dàmhair 2025