StructarLorgaire-foto InGaAs
Bho na 1980an, tha luchd-rannsachaidh air a bhith a’ sgrùdadh structar lorgairean-foto InGaAs, agus faodar an geàrr-chunntas ann an trì prìomh sheòrsaichean: meatailt InGaAs meatailt leth-chonnsachaidhlorgairean dealbhan(MSM-PD), InGaAsLorgairean-foto PIN(PIN-PD), agus InGaAslorgairean-foto maoim-sneachda(APD-PD). Tha eadar-dhealachaidhean mòra ann am pròiseas cinneasachaidh agus cosgais lorgairean-foto InGaAs le structaran eadar-dhealaichte, agus tha eadar-dhealachaidhean mòra ann cuideachd ann an coileanadh innealan.
Tha an diagram sgemataig de structar lorgaire-foto meatailt leth-chonnsachaidh meatailt InGaAs air a shealltainn san fhigear, a tha na structar sònraichte stèidhichte air snaim Schottky. Ann an 1992, chleachd Shi et al. teicneòlas epitaxy ìre smùid organach meatailt ìosal-chuideam (LP-MOVPE) gus sreathan epitaxial fhàs agus lorgairean-foto InGaAs MSM ullachadh. Tha freagairteachd àrd aig an inneal de 0.42 A/W aig tonn-fhaid de 1.3 μ m agus sruth dorcha nas lugha na 5.6 pA/μ m² aig 1.5 V. Ann an 1996, chleachd luchd-rannsachaidh epitaxy beam moileciuil ìre-gasa (GSMBE) gus sreathan epitaxial InAlAs InGaAs InP fhàs, a sheall feartan strì an aghaidh àrd. Chaidh na suidheachaidhean fàis a bharrachadh tro thomhasan diffraction X-ghath, agus mar thoradh air sin bha mì-cho-fhreagarrachd laitís eadar sreathan InGaAs agus InAlAs taobh a-staigh an raoin 1 × 10 ⁻ ³. Mar thoradh air an sin, chaidh coileanadh an uidheim a bharrachadh, le sruth dorcha nas lugha na 0.75 pA/μ m² aig 10 V agus freagairt luath sealach de 16 ps aig 5 V. Gu h-iomlan, tha structar sìmplidh agus furasta a thoirt a-steach aig an lorgaire-foton structar MSM, a’ nochdadh sruth dorcha nas ìsle (ìre pA), ach tha an dealan meatailt a’ lughdachadh an raon sùghaidh solais èifeachdach den inneal, agus mar thoradh air sin tha freagairteachd nas ìsle ann an taca ri structaran eile.
Tha sreath dhùthchasach aig an lorgaire-foton PIN InGaAs air a chuir a-steach eadar an sreath conaltraidh seòrsa-P agus an sreath conaltraidh seòrsa-N, mar a chithear san fhigear, a tha ag àrdachadh leud na sgìre crìonaidh, agus mar sin a’ rèididheachd barrachd chàraidean tuill electron agus a’ cruthachadh sruth-foton nas motha, agus mar sin a’ taisbeanadh seoltachd dealain sàr-mhath. Ann an 2007, chleachd luchd-rannsachaidh MBE gus sreathan bufair teòthachd ìosal fhàs, a’ leasachadh garbh-chruth uachdar agus a’ faighinn thairis air mì-chothromachadh crochte eadar Si agus InP. Dh’aonaich iad structaran PIN InGaAs air fo-stratan InP a’ cleachdadh MOCVD, agus bha freagairteachd an uidheim timcheall air 0.57 A/W. Ann an 2011, chleachd luchd-rannsachaidh lorgairean-foton PIN gus inneal ìomhaighean LiDAR geàrr-raoin a leasachadh airson seòladh, seachnadh chnapan-starra/bualadh, agus lorg/aithneachadh targaidean charbadan talmhainn beaga gun luchd-obrach. Chaidh an inneal a thoirt a-steach le chip amplifier microwave aig prìs ìseal, a’ leasachadh gu mòr co-mheas comharra-gu-fuaim lorgairean-foton PIN InGaAs. Air a’ bhunait seo, ann an 2012, chuir luchd-rannsachaidh an inneal ìomhaighean LiDAR seo an sàs ann an innealan-fuadain, le raon lorg de chòrr air 50 meatair agus rùn air a mheudachadh gu 256 × 128.
'S e seòrsa de lorgaire-foto le buannachd a th' ann an lorgaire-foto maoim-sneachda InGaAs, mar a chithear anns an diagram structarail. Bidh paidhrichean tuill electron a’ faighinn lùth gu leòr fo ghnìomhachd an achaidh dealain taobh a-staigh na sgìre dùblachaidh, agus a’ bualadh ri dadaman gus paidhrichean tuill electron ùra a chruthachadh, a’ cruthachadh buaidh maoim-sneachda agus a’ dùblachadh nan giùlan cosgais neo-chothromach anns an stuth. Ann an 2013, chleachd luchd-rannsachaidh MBE gus aloidhean InGaAs agus InAlAs co-ionnan ri lattice fhàs air fo-stratan InP, ag atharrachadh lùth giùlain tro atharrachaidhean ann an co-dhèanamh aloidhean, tiugh sreath epitaxial, agus doping, a’ meudachadh ionization electroshock agus a’ lughdachadh ionization toll. Fo bhuannachd comharra toraidh co-ionann, tha APD a’ nochdadh fuaim ìosal agus sruth dorcha nas ìsle. Ann an 2016, thog luchd-rannsachaidh àrd-ùrlar deuchainneach ìomhaighean gnìomhach laser 1570 nm stèidhichte air lorgairean-foto maoim-sneachda InGaAs. Tha cuairt a-staigh anLorgaire-foto APDmac-talla a fhuaireadh agus comharran didseatach a chur a-mach gu dìreach, a’ dèanamh an inneil gu lèir teann. Tha na toraidhean deuchainneach air an sealltainn ann am Figearan (d) agus (e). Tha Figear (d) na dhealbh fiosaigeach den targaid ìomhaighean, agus tha Figear (e) na ìomhaigh astar trì-thaobhach. Chithear gu soilleir gu bheil astar doimhneachd sònraichte aig raon na h-uinneige ann an Sòn C bho Shònaichean A agus B. Bidh an àrd-ùrlar seo a’ coileanadh leud cuisle nas lugha na 10 ns, lùth cuisle singilte atharrachail (1-3) mJ, ceàrn raon seallaidh de 2 ° airson na lionsan tar-chuir is glacaidh, ìre ath-aithris de 1 kHz, agus cearcall dleastanais lorgaire de mu 60%. Taing don bhuannachd photocurrent a-staigh, freagairt luath, meud teann, seasmhachd, agus cosgais ìosal APD, faodaidh lorgairean-foto APD ìre lorg a choileanadh a tha aon òrdugh meudachd nas àirde na lorgairean-foto PIN. Mar sin, an-dràsta, bidh an radar laser prìomh-shruthach a’ cleachdadh lorgairean-foto maoim-sneachda sa mhòr-chuid.
Àm puist: 11 Gearran 2026