InGaAs فوتودېتېكتورىنى تونۇشتۇرۇش

تونۇشتۇرۇشInGaAs فوتودېتېكتورى

InGaAs يۇقىرى ئىنكاس قايتۇرۇش ئۈنۈمىگە ئېرىشىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى ماتېرىياللارنىڭ بىرى.يۇقىرى سۈرئەتلىك فوتودېتېكتوربىرىنچىدىن، InGaAs بىۋاسىتە بەلۋاغ بوشلۇقى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال بولۇپ، ئۇنىڭ بەلۋاغ بوشلۇقىنىڭ كەڭلىكىنى In ۋە Ga نىڭ نىسبىتى ئارقىلىق تەڭشىگىلى بولىدۇ، بۇ ئارقىلىق ھەر خىل دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى ئوپتىكىلىق سىگناللارنى بايقاشقا بولىدۇ. بۇلارنىڭ ئىچىدە، In0.53Ga0.47As InP ئاساسىي تاختىسى بىلەن مۇكەممەل ماسلىشىدۇ ھەمدە ئوپتىكىلىق ئالاقە بەلبېغىدا نۇرنى يۇتۇش كوئېففىتسېنتى ئىنتايىن يۇقىرى. ئۇ ... تەييارلاشتا ئەڭ كەڭ قوللىنىلىدۇ.فوتودېتېكتورشۇنداقلا ئەڭ كۆزگە كۆرۈنەرلىك قاراڭغۇ توك ۋە جاۋاب قايتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە. ئىككىنچىدىن، InGaAs ۋە InP ماتېرىياللىرىنىڭ ھەر ئىككىسى نىسبەتەن يۇقىرى ئېلېكترون يۆتكىلىش سۈرئىتىگە ئىگە بولۇپ، ئۇلارنىڭ تويۇنغان ئېلېكترون يۆتكىلىش سۈرئىتى تەخمىنەن 1 × 107cm/s. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، مەلۇم ئېلېكتر مەيدانى ئاستىدا، InGaAs ۋە InP ماتېرىياللىرى ئېلېكترون سۈرئىتىدىن ئېشىپ كېتىش ئۈنۈمىنى كۆرسىتىدۇ، ئۇلارنىڭ ئېشىپ كېتىش سۈرئىتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 4 × 107cm/s ۋە 6 × 107cm/s غا يېتىدۇ. بۇ يۇقىرى كېسىشمە بەلباغ كەڭلىكىگە ئېرىشىشكە پايدىلىق. ھازىر، InGaAs فوتودېتېكتورلىرى ئوپتىكىلىق ئالاقە ئۈچۈن ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان فوتودېتېكتور. بازاردا، يۈزە-ۋەقە باغلاش ئۇسۇلى ئەڭ كۆپ قوللىنىلىدۇ. 25 گاۋد/s ۋە 56 گاۋد/s بولغان يۈزە-ۋەقە دېتېكتور مەھسۇلاتلىرىنى ئاللىقاچان كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشقا بولىدۇ. كىچىكرەك، ئارقا-ۋەقە ۋە يۇقىرى بەلباغ كەڭلىكىدىكى يۈزە-ۋەقە دېتېكتورلىرىمۇ تەرەققىي قىلدۇرۇلدى، ئاساسلىقى يۇقىرى سۈرئەت ۋە يۇقىرى تويۇنۇش قاتارلىق قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇلارنىڭ ئۇلىنىش ئۇسۇلىنىڭ چەكلىكلىكى سەۋەبىدىن، يۈزەكى ۋەقە بايقىغۇچلىرىنى باشقا ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر بىلەن بىرلەشتۈرۈش تەس. شۇڭلاشقا، ئوپتوئېلېكترونلۇق بىرلەشتۈرۈشكە بولغان ئېھتىياجنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ، ئەلا سۈپەتلىك ۋە بىرلەشتۈرۈشكە ماس كېلىدىغان دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن InGaAs فوتودېتسېكتورلىرى تەدرىجىي تەتقىقاتنىڭ مەركىزىگە ئايلاندى. بۇلارنىڭ ئىچىدە، 70GHz ۋە 110GHz لىق سودا InGaAs فوتودېتسېكتور مودۇللىرىنىڭ ھەممىسى دېگۈدەك دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن بىرلەشتۈرۈش قۇرۇلمىسىنى قوللىنىدۇ. ئاساسىي ماتېرىياللارنىڭ پەرقىگە ئاساسەن، دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن InGaAs فوتودېتسېكتورلىرىنى ئاساسلىقى ئىككى تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ: INP ئاساسلىق ۋە Si ئاساسلىق. InP ئاساسىي ماتېرىياللىرىدىكى ئېپىتاكسىيال ماتېرىيال يۇقىرى سۈپەتلىك بولۇپ، يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئۈسكۈنىلەرنى ياساشقا تېخىمۇ ماس كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، Si ئاساسىي ماتېرىياللىرىدا ئۆستۈرۈلگەن ياكى بىرلەشتۈرۈلگەن III-V گۇرۇپپا ماتېرىياللىرى ئۈچۈن، InGaAs ماتېرىياللىرى بىلەن Si ئاساسىي ماتېرىياللىرى ئوتتۇرىسىدىكى ھەر خىل ماس كەلمەسلىكلەر سەۋەبىدىن، ماتېرىيال ياكى ئۇلىنىش سۈپىتى نىسبەتەن ناچار، ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىنى ياخشىلاش ئۈچۈن يەنىلا زور بوشلۇق بار.

فوتودېتېكتورنىڭ ھەر خىل قوللىنىشچان مۇھىتلاردا، بولۇپمۇ ئېغىر شارائىتتا مۇقىملىقى ئەمەلىي قوللىنىشچانلىقتىكى مۇھىم ئامىللارنىڭ بىرى. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، نۇرغۇن كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى تارتقان پېروۋىسكىت، ئورگانىك ۋە ئىككى ئۆلچەملىك ماتېرىياللارغا ئوخشاش يېڭى تىپتىكى دېتېكتورلار، ماتېرىياللارنىڭ ئۆزى ئاسانلا مۇھىت ئامىللىرىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدىغانلىقى ئۈچۈن، ئۇزۇن مۇددەتلىك مۇقىملىق جەھەتتە يەنىلا نۇرغۇن خىرىسلارغا دۇچ كەلمەكتە. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، يېڭى ماتېرىياللارنى بىرلەشتۈرۈش جەريانى يەنىلا پىشىپ يېتىلمىگەن، شۇڭا چوڭ كۆلەملىك ئىشلەپچىقىرىش ۋە ئىقتىدار مۇقىملىقى ئۈچۈن يەنىلا تېخىمۇ كۆپ ئىزدىنىش كېرەك.

ئىندۇكتورلارنىڭ تونۇشتۇرۇلۇشى ھازىر ئۈسكۈنىلەرنىڭ كەڭلىكىنى ئۈنۈملۈك ئاشۇرالايدىغان بولسىمۇ، ئەمما رەقەملىك ئوپتىكىلىق ئالاقە سىستېمىلىرىدا ئومۇملاشمىغان. شۇڭا، ئۈسكۈنىنىڭ پارازىت RC پارامېتىرلىرىنى تېخىمۇ ئازايتىش ئۈچۈن سەلبىي تەسىرلەردىن قانداق ساقلىنىش يۇقىرى سۈرئەتلىك فوتوئېلېكتروننىڭ تەتقىقات يۆنىلىشلىرىنىڭ بىرى. ئىككىنچىدىن، دولقۇن يېتەكلىگۈچ بىلەن تۇتاشتۇرۇلغان فوتوئېلېكتروننىڭ كەڭلىكى ئۈزلۈكسىز ئېشىپ بارغانلىقتىن، كەڭلىك بىلەن جاۋاب قايتۇرۇش ئىقتىدارى ئوتتۇرىسىدىكى چەكلىمە يەنە پەيدا بولۇشقا باشلىدى. 200GHz دىن ئېشىپ كېتىدىغان 3dB كەڭلىكتىكى Ge/Si فوتوئېلېكترون ۋە InGaAs فوتوئېلېكتروننىڭ ئۇچۇرلىرى دوكلات قىلىنغان بولسىمۇ، ئۇلارنىڭ جاۋاب قايتۇرۇش ئىقتىدارى قانائەتلىنەرلىك ئەمەس. ياخشى جاۋاب قايتۇرۇش ئىقتىدارىنى ساقلاپ تۇرۇپ، كەڭلىكنى قانداق ئاشۇرۇش مۇھىم تەتقىقات تېمىسى بولۇپ، بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن يېڭى جەريانغا ماس كېلىدىغان ماتېرىياللارنى (يۇقىرى ھەرىكەتچانلىق ۋە يۇقىرى يۇتۇش كوئېففىتسېنتى) ياكى يېڭى يۇقىرى سۈرئەتلىك ئۈسكۈنە قۇرۇلمىلىرىنى كىرگۈزۈش تەلەپ قىلىنىشى مۇمكىن. بۇنىڭدىن باشقا، ئۈسكۈنە كەڭلىكى ئاشقانسېرى، مىكرو دولقۇنلۇق فوتون ئۇلىنىشىدىكى دېتېكتورلارنىڭ قوللىنىش سىنارىيەلىرى تەدرىجىي ئاشىدۇ. ئوپتىكىلىق ئالاقەدىكى كىچىك ئوپتىكىلىق قۇۋۋەت پەيدا بولۇش ۋە يۇقىرى سەزگۈرلۈك بايقاشتىن پەرقلىق ھالدا، بۇ سىنارىيە يۇقىرى كەڭلىك ئاساسىدا يۇقىرى قۇۋۋەت پەيدا بولۇش ئۈچۈن يۇقىرى تويۇنۇش قۇۋۋىتىگە بولغان ئېھتىياجغا ئىگە. قانداقلا بولمىسۇن، يۇقىرى سۈرئەتلىك ئۈسكۈنىلەر ئادەتتە كىچىك تىپتىكى قۇرۇلمىلارنى قوللىنىدۇ، شۇڭا يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە يۇقىرى تويۇنۇش قۇۋۋىتىگە ئىگە فوتوئېلېكترونلارنى ياساش ئاسان ئەمەس، شۇڭا ئۈسكۈنىلەرنىڭ توشۇغۇچىسىنى چىقىرىش ۋە ئىسسىقلىق تارقىتىشتا تېخىمۇ كۆپ يېڭىلىق يارىتىشقا ئېھتىياجلىق بولۇشى مۇمكىن. ئاخىرىدا، يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترونلارنىڭ قاراڭغۇ ئېقىمىنى ئازايتىش تور ماس كەلمەيدىغان فوتوئېلېكترونلارنىڭ ھەل قىلىشى كېرەك بولغان مەسىلە بولۇپ قالىدۇ. قاراڭغۇ ئېقىم ئاساسلىقى ماتېرىيالنىڭ كىرىستال سۈپىتى ۋە يۈزەكى ھالىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. شۇڭا، يۇقىرى سۈپەتلىك گېتېروئېپىتاكسىيە ياكى تور ماس كەلمەيدىغان سىستېمىلار ئاستىدا باغلىنىش قاتارلىق ئاچقۇچلۇق جەريانلار تېخىمۇ كۆپ تەتقىقات ۋە مەبلەغ سېلىشنى تەلەپ قىلىدۇ.