SPAD يەككە فوتونلۇق قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى

SPADيەككە فوتونلۇق قار كۆچۈش فوتودېتېكتورى

SPAD فوتوئېلېكتر سېنزورلىرى تۇنجى قېتىم تونۇشتۇرۇلغاندا، ئۇلار ئاساسلىقى تۆۋەن يورۇقلۇقتىكى بايقاش ئەھۋاللىرىدا ئىشلىتىلگەن. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇلارنىڭ ئىقتىدارىنىڭ تەرەققىياتى ۋە كۆرۈنۈش تەلىپىنىڭ تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ،SPAD فوتودېتېكتورىسېنزورلار ئاپتوموبىل رادارلىرى، روبوتلار ۋە ئادەمسىز ئايروپىلانلار قاتارلىق ئىستېمالچىلارنىڭ ئىشلىتىش ئورۇنلىرىدا بارغانسېرى كۆپ قوللىنىلىۋاتىدۇ. يۇقىرى سەزگۈرلۈك ۋە تۆۋەن شاۋقۇن خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن، SPAD فوتوئېلېكترون سېنزورى يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى چوڭقۇرلۇقنى سېزىش ۋە تۆۋەن يورۇقلۇقتا سۈرەتكە تارتىش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى تاللاشقا ئايلاندى.

PN تۇتاشتۇرۇش نۇقتىسىغا ئاساسلانغان ئەنئەنىۋى CMOS رەسىم سېنزورلىرىدىن (CIS) پەرقلىق ھالدا، SPAD فوتودېتېكتورىنىڭ يادرولۇق قۇرۇلمىسى گېيگېر ھالىتىدە ئىشلەيدىغان قار كۆچۈش دىئودى. فىزىكىلىق مېخانىزم نۇقتىسىدىن قارىغاندا، SPAD فوتودېتېكتورىنىڭ مۇرەككەپلىكى PN تۇتاشتۇرۇش ئۈسكۈنىلىرىنىڭكىدىن كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى. بۇ ئاساسلىقى يۇقىرى تەتۈر يۆنىلىش ئاستىدا، تەڭپۇڭسىز توشۇغۇچىلارنىڭ ئوكۇل قىلىنىشى، ئىسسىقلىق ئېلېكترون ئېففېكتى ۋە نۇقسان ھالىتىنىڭ ياردىمىدە تونېل ئېقىمى قاتارلىق مەسىلىلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىش ئېھتىماللىقى يۇقىرى ئىكەنلىكىدىن دېرەك بېرىدۇ. بۇ ئالاھىدىلىكلەر ئۇنى لايىھەلەش، جەريان ۋە توك يولى قۇرۇلمىسى سەۋىيەسىدە ئېغىر خىرىسلارغا دۇچ كەلتۈرىدۇ.

ئورتاق ئىقتىدار پارامېتىرلىرىSPAD قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىپىكسېل چوڭلۇقى (پىكسېل چوڭلۇقى)، قاراڭغۇ ساناش شاۋقۇنى (DCR)، يورۇقلۇقنى بايقاش ئېھتىماللىقى (PDE)، ئۆلۈك ۋاقىت (DeadTime) ۋە جاۋاب قايتۇرۇش ۋاقتى (Response Time) قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ پارامېتىرلار SPAD قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىنىڭ ئىقتىدارىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. مەسىلەن، قاراڭغۇ ساناش سۈرئىتى (DCR) دېتېكتور شاۋقۇنىنى بەلگىلەشتىكى ئاچقۇچ پارامېتىر بولۇپ، SPAD يەككە فوتون دېتېكتورى سۈپىتىدە ئىشلەش ئۈچۈن پارچىلىنىشتىن يۇقىرى ئېغىشچانلىقنى ساقلىشى كېرەك. يورۇقلۇقنى بايقاش ئېھتىماللىقى (PDE) SPAD نىڭ سەزگۈرلۈكىنى بەلگىلەيدۇ.قار كۆچۈش فوتودېتېكتورىھەمدە ئېلېكتر مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكى ۋە تارقىلىشىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، ئۆلۈك ۋاقىت SPAD قوزغىتىلغاندىن كېيىن دەسلەپكى ھالىتىگە قايتىش ئۈچۈن تەلەپ قىلىنىدىغان ۋاقىت بولۇپ، بۇ ئەڭ چوڭ فوتون بايقاش سۈرئىتى ۋە دىنامىك دائىرىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ.

SPAD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىقتىدار ئەلالاشتۇرۇشىدا، يادرولۇق ئىقتىدار پارامېتىرلىرى ئوتتۇرىسىدىكى چەكلىمە مۇناسىۋىتى ئاساسلىق خىرىس بولۇپ ھېسابلىنىدۇ: مەسىلەن، پىكسېلنىڭ كىچىكلىتىلىشى بىۋاسىتە PDE ئاجىزلىشىشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، چوڭلۇقنىڭ كىچىكلىتىلىشى سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان گىرۋەك ئېلېكتر مەيدانىنىڭ قويۇقلۇقىمۇ DCR نىڭ كەسكىن ئېشىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئۆلۈك ۋاقىتنى ئازايتىش ئىمپۇلستىن كېيىنكى شاۋقۇننى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ۋە ۋاقىت تەۋرىنىشىنىڭ توغرىلىقىنى تۆۋەنلىتىدۇ. ھازىر، بۇ ئەڭ يېڭى ھەل قىلىش چارىسى DTI/قوغداش ھالقىسى (ئۆز-ئارا سۆزلىشىشنى باستۇرۇش ۋە DCR نى ئازايتىش)، پىكسېل ئوپتىكىلىق ئەلالاشتۇرۇش، يېڭى ماتېرىياللارنى كىرگۈزۈش (SiGe قار كۆچۈش قەۋىتى ئىنفىرا قىزىل نۇر ئىنكاسىنى كۈچەيتىش) ۋە ئۈچ ئۆلچەملىك يىغىلغان ئاكتىپ سۈزۈش توك يولى قاتارلىق ئۇسۇللار ئارقىلىق بەلگىلىك دەرىجىدە ھەمكارلىق ئەلالاشتۇرۇشقا ئېرىشتى.