يەككە فوتون InGaAs فوتودېتېكتورى

يەككە فوتونInGaAs فوتودېتېكتورى

LiDAR نىڭ تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ،نۇر بايقاشئاپتوماتىك ماشىنا ئىز قوغلاش رەسىم تېخنىكىسىدا ئىشلىتىلىدىغان تېخنىكا ۋە ئارىلىق ئۆلچەش تېخنىكىسىنىڭ تەلىپىمۇ يۇقىرى، ئەنئەنىۋى تۆۋەن يورۇقلۇقنى بايقاش تېخنىكىسىدا ئىشلىتىلىدىغان دېتېكتورنىڭ سەزگۈرلۈكى ۋە ۋاقىت ئېنىقلىقى ئەمەلىي ئېھتىياجنى قاندۇرالمايدۇ. يەككە فوتون يورۇقلۇقنىڭ ئەڭ كىچىك ئېنېرگىيە بىرلىكى بولۇپ، يەككە فوتوننى بايقاش ئىقتىدارىغا ئىگە دېتېكتور تۆۋەن يورۇقلۇقنى بايقاشنىڭ ئاخىرقى قورالى. InGaAs بىلەن سېلىشتۇرغانداAPD فوتودېتېكتورى، InGaAs APD فوتوئېلېكتراتسىيەسىگە ئاساسلانغان يەككە فوتونلۇق دېتېكتورلارنىڭ جاۋاب قايتۇرۇش سۈرئىتى، سەزگۈرلۈكى ۋە ئۈنۈمى يۇقىرى. شۇڭا، دۆلەت ئىچى ۋە سىرتىدا IN-GAAS APD فوتوئېلېكتراتسىيەسىگە ئاساسلانغان يەككە فوتونلۇق دېتېكتورلار توغرىسىدا بىر قاتار تەتقىقاتلار ئېلىپ بېرىلدى.

ئىتالىيەدىكى مىلان ئۇنىۋېرسىتېتىدىكى تەتقىقاتچىلار تۇنجى قېتىم يەككە فوتوننىڭ ۋاقىتلىق ھەرىكىتىنى تەقلىد قىلىش ئۈچۈن ئىككى ئۆلچەملىك مودېلنى ئىجاد قىلدى.قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى1997-يىلى، ۋە يەككە فوتون قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىنىڭ ئۆتكۈنچى خۇسۇسىيەتلىرىنىڭ سانلىق سىمۇلياتسىيە نەتىجىلىرىنى بەردى. ئاندىن 2006-يىلى، تەتقىقاتچىلار MOCVD نى ئىشلىتىپ تۈزلەڭلىك گېئومېتىرىيەلىك بىر شەكىل تەييارلىدى.InGaAs APD فوتودېتېكتورىيەككە فوتون دېتېكتورى، بۇ ئارقىلىق ئەكس ئەتتۈرۈش قەۋىتىنى ئازايتىش ۋە ھەر خىل ئۇلىنىش ئېغىزىدىكى ئېلېكتر مەيدانىنى كۈچەيتىش ئارقىلىق يەككە فوتوننى بايقاش ئۈنۈمىنى %10 كە يەتكۈزدى. 2014-يىلى، سىنىك تارقىلىش شارائىتىنى تېخىمۇ ياخشىلاش ۋە تىك قۇرۇلمىنى ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق، يەككە فوتون دېتېكتورى يۇقىرى بايقاش ئۈنۈمىگە ئېرىشتى، يەنى %30 كە يەتتى، ھەمدە ۋاقىت تەۋرىنىشى تەخمىنەن 87 ps غا يەتتى. 2016-يىلى، SANZARO M قاتارلىقلار InGaAs APD فوتو دېتېكتورى يەككە فوتون دېتېكتورىنى مونولىت بىر گەۋدىلەشكەن قارشىلىق بىلەن بىرلەشتۈردى، دېتېكتورغا ئاساسەن ئىخچام يەككە فوتون ساناش مودۇلىنى لايىھەلىدى ۋە قار كۆچۈش زەررىچىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازايتىدىغان، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ئىمپۇلس ۋە ئوپتىكىلىق ئۆزئارا تەسىرنى ئازايتىدىغان ۋە ۋاقىت تەۋرىنىشىنى 70 ps غا چۈشۈرىدىغان ئارىلاشما ئۆچۈرۈش ئۇسۇلىنى ئوتتۇرىغا قويدى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، باشقا تەتقىقات گۇرۇپپىلىرىمۇ InGaAs APD ئۈستىدە تەتقىقات ئېلىپ باردى.فوتودېتېكتوريەككە فوتون دېتېكتورى. مەسىلەن، پرىنسېتون نۇر دولقۇنى شىركىتى تۈزلەڭلىك قۇرۇلمىلىق InGaAs/InPAPD يەككە فوتون دېتېكتورىنى لايىھىلەپ، ئۇنى سودا ساھەسىدە ئىشلىتىشكە باشلىدى. شاڭخەي تېخنىكا فىزىكا ئىنستىتۇتى 1.5 MHz ئىمپۇلس چاستوتىسىدىكى 3.6 × 10 ⁻⁴/ns قاراڭغۇ سانى بىلەن سىنك قالدۇقلىرىنى چىقىرىۋېتىش ۋە سىغىملىق تەڭپۇڭلاشتۇرۇلغان دەرۋازا ئىمپۇلس ھالىتى ئارقىلىق APD فوتو دېتېكتورىنىڭ يەككە فوتون ئىقتىدارىنى سىناق قىلدى. جوسېف پې قاتارلىقلار كەڭ بەلۋاغ بوشلۇقىغا ئىگە مېسا قۇرۇلمىلىق InGaAs APD فوتو دېتېكتورى يەككە فوتون دېتېكتورىنى لايىھىلىدى ۋە InGaAsP نى سۈمۈرۈش قەۋىتى ماتېرىيالى قىلىپ ئىشلىتىپ، بايقاش ئۈنۈمىگە تەسىر كۆرسەتمەي تۆۋەن قاراڭغۇ سانىغا ئېرىشتى.

InGaAs APD فوتوئېلېكتراتسىيەسى يەككە فوتون ئېلېكتراتسىيەسىنىڭ ئىشلەش ھالىتى ئەركىن ئىشلەش ھالىتى، يەنى APD فوتوئېلېكتراتسىيەسى قار كۆچۈش يۈز بەرگەندىن كېيىن يان تەرەپتىكى توك يولىنى ئۆچۈرۈشى ۋە بىر مەزگىل ئۆچۈرگەندىن كېيىن ئەسلىگە كېلىشى كېرەك. ئۆچۈرۈلۈش ۋاقتىنىڭ تەسىرىنى ئازايتىش ئۈچۈن، ئۇ تەخمىنەن ئىككى خىلغا بۆلىنىدۇ: بىرى، R Thew ئىشلەتكەن ئاكتىپ ئۆچۈرۈلۈش توك يولىغا ئوخشاش، پاسسىپ ياكى ئاكتىپ ئۆچۈرۈلۈش توك يولىنى ئىشلىتىش. (a)، (b)-رەسىملەر ئېلېكترونلۇق كونترول ۋە ئاكتىپ ئۆچۈرۈلۈش توك يولى ۋە ئۇنىڭ APD فوتوئېلېكتراتسىيەسى بىلەن بولغان ئۇلىنىشىنىڭ ئاددىيلاشتۇرۇلغان دىئاگراممىسى بولۇپ، ئۇ دەرۋازىلىق ياكى ئەركىن ئىشلەش ھالىتىدە ئىشلەش ئۈچۈن تەرەققىي قىلدۇرۇلغان بولۇپ، ئىلگىرى ئەمەلگە ئاشمىغان پۇلسلىنىشتىن كېيىنكى مەسىلىنى زور دەرىجىدە ئازايتىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، 1550 nm دىكى بايقاش ئۈنۈمى %10، پۇلسلىنىشتىن كېيىنكى ئېھتىماللىق %1 تىن تۆۋەنگە چۈشۈرۈلىدۇ. ئىككىنچىسى، يانسلىنىش توك بېسىمى سەۋىيەسىنى كونترول قىلىش ئارقىلىق تېز ئۆچۈرۈلۈش ۋە ئەسلىگە كېلىشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش. ئۇ قار كۆچۈش پۇلسلىنىشنىڭ ئىنكاس كونترولىغا باغلىق بولمىغاچقا، ئۆچۈرۈلۈشنىڭ كېچىكتۈرۈلۈش ۋاقتى زور دەرىجىدە تۆۋەنلەيدۇ ۋە ئېلېكتراتسىيەسىنىڭ بايقاش ئۈنۈمى ياخشىلىنىدۇ. مەسىلەن، LC كوماندار قاتارلىقلار دەرۋازىلىق ھالەتنى ئىشلەتكەن. InGaAs/InPAPD غا ئاساسلانغان دەرۋازىلىق يەككە فوتونلۇق دېتېكتور تەييارلانغان. يەككە فوتونلۇق بايقاش ئۈنۈمى 1550 nm دا %55 تىن ئاشقان، ئىمپۇلستىن كېيىنكى ئېھتىماللىق %7 گە يەتكەن. مۇشۇ ئاساستا، جۇڭگو پەن-تېخنىكا ئۇنىۋېرسىتېتى كۆپ خىل ھالەتتىكى تالا بىلەن ئەركىن ھالەتتىكى InGaAs APD فوتو دېتېكتورلۇق يەككە فوتونلۇق دېتېكتورنى بىرلا ۋاقىتتا بىرلەشتۈرۈپ ئىشلەتكەن liDAR سىستېمىسىنى قۇرغان. تەجرىبە ئۈسكۈنىلىرى (c) ۋە (d) رەسىملەردە كۆرسىتىلگەن بولۇپ، ئېگىزلىكى 12 كىلومېتىر كېلىدىغان كۆپ قەۋەتلىك بۇلۇتلارنى بايقاش ۋاقىت ئېنىقلىقى 1 سېكۇنت، بوشلۇق ئېنىقلىقى 15 مېتىر بىلەن ئەمەلگە ئاشۇرۇلغان.