Fotodetector de fóton único

Fóton únicoFotodetector InGaas

Com o rápido desenvolvimento de lidar, oDetecção de luzA tecnologia e a tecnologia variante usadas para a tecnologia automática de imagens de rastreamento de veículos também têm requisitos mais altos, a sensibilidade e a resolução de tempo do detector usado na tecnologia tradicional de detecção de baixa luz não podem atender às necessidades reais. O fóton único é a menor unidade de luz de luz, e o detector com a capacidade da detecção de fótons única é a ferramenta final de baixa detecção de luz. Comparado com InGaasFotodetector ADP, detectores de fóton único baseados no fotodetector de APD InGAAs têm maior velocidade de resposta, sensibilidade e eficiência. Portanto, uma série de pesquisas sobre detectores de fótons únicos de fotodetector APD no GAAs foram realizados em casa e no exterior.

Pesquisadores da Universidade de Milão, na Itália, desenvolveram um modelo bidimensional para simular o comportamento transitório de um único fótonfotodetector de avalancheem 1997, e deu resultados numéricos de simulação das características transitórias de um único fotodetector de avalanche de fótons. Então, em 2006, os pesquisadores usaram o MOCVD para preparar um geométrico planarFotodetector InGaas APDO detector de fótons único, que aumentou a eficiência da detecção de fótons únicos para 10%, reduzindo a camada reflexiva e aumentando o campo elétrico na interface heterogênea. Em 2014, melhorando ainda mais as condições de difusão de zinco e otimizando a estrutura vertical, o detector de fóton único tem uma maior eficiência de detecção, até 30%e atinge um jitter de tempo de cerca de 87 ps. Em 2016, Sanzaro M et al. integrou o detector de fótons único de fotodetector InGaas AD com um resistor integrado monolítico, projetou um módulo de contagem de fóton único compacto com base no detector e propôs um método de extinção híbrido que reduziu significativamente a carga de avalanche, reduzindo assim o pós-pulso e a redução de tempo de avaliação. Ao mesmo tempo, outros grupos de pesquisa também realizaram pesquisas sobre Ingaas APDfotodetectorDetector de fóton único. Por exemplo, o Princeton Lightwave projetou o detector de fótons únicos InGAAs/INPAPD com estrutura plana e o colocou em uso comercial. O Instituto de Física Técnica de Shanghai testou o desempenho de fóton único do fotodetector de ADA usando a remoção de depósitos de zinco e o modo de pulso de portão balanceado capacitivo com uma contagem escura de 3,6 × 10 ⁻⁴/ns pulso em uma frequência de pulso de 1,5 MHz. Joseph P et al. Projetou a estrutura MESA InGaas APD Phototector Single Photon Detector com BandGap mais largo e usou o Ingaasp como material de camada absorvente para obter uma contagem escura inferior sem afetar a eficiência da detecção.

O modo de operação do detector de fótons único de fotodetector de InGAAs APD é o modo de operação livre, ou seja, o fotodetector APD precisa saciar o circuito periférico após uma avalanche e se recuperar após a máxima com tensão por um período de tempo. In order to reduce the impact of quenching delay time, it is roughly divided into two types: One is to use passive or active quenching circuit to achieve quenching, such as the active quenching circuit used by the R Thew, etc. Figure (a), (b) is a simplified diagram of the electronic control and active quenching circuit and its connection with APD photodetector, which has been developed to work in gated or free running mode, significantly reducing the previously unrealized Problema pós-pulso. Além disso, a eficiência da detecção a 1550 nm é de 10%e a probabilidade de pós-pulso é reduzida para menos de 1%. O segundo é realizar extinção e recuperação rápidas, controlando o nível de tensão de viés. Como não depende do controle de feedback do pulso de avalanche, o tempo de atraso da têmpera é significativamente reduzido e a eficiência de detecção do detector é aprimorada. Por exemplo, LC Comandar et al usam o modo fechado. Foi preparado um detector de fóton único com base em InGaAs/inPAPD. A eficiência de detecção de fóton único foi superior a 55% a 1550 nm e a probabilidade pós-pulso de 7% foi alcançada. Nesta base, a Universidade de Ciência e Tecnologia da China estabeleceu um sistema LIDAR usando fibra de modo múltiplo, simultaneamente, juntamente com um detector de fóton único de fotodetector InGAAS de modo livre APD. O equipamento experimental é mostrado na Figura (c) e (d), e a detecção de nuvens de várias camadas com uma altura de 12 km é realizada com uma resolução de tempo de 1 s e uma resolução espacial de 15 m.