ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨInGaAs ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ
LiDAR ਦੇ ਤੇਜ਼ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ,ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੀ ਪਛਾਣਆਟੋਮੈਟਿਕ ਵਾਹਨ ਟਰੈਕਿੰਗ ਇਮੇਜਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਰੇਂਜਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀਆਂ ਵੀ ਉੱਚ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਹਨ, ਰਵਾਇਤੀ ਘੱਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਖੋਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਸਮਾਂ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਅਸਲ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦਾ। ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਛੋਟੀ ਊਰਜਾ ਇਕਾਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਵਾਲਾ ਡਿਟੈਕਟਰ ਘੱਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਖੋਜ ਦਾ ਅੰਤਮ ਸੰਦ ਹੈ। InGaAs ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇAPD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ, InGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਗਤੀ, ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, IN-GAAS APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰਾਂ 'ਤੇ ਖੋਜਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਦੇਸ਼ ਅਤੇ ਵਿਦੇਸ਼ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।
ਇਟਲੀ ਦੀ ਮਿਲਾਨ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲਾਂ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਦੇ ਅਸਥਾਈ ਵਿਵਹਾਰ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਮਾਡਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ।ਐਵਲੈਂਡ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ1997 ਵਿੱਚ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਐਵਲੈੰਚ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀਆਂ ਅਸਥਾਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜੇ ਦਿੱਤੇ। ਫਿਰ 2006 ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪਲੇਨਰ ਜਿਓਮੈਟ੍ਰਿਕ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ MOCVD ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀInGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ, ਜਿਸਨੇ ਰਿਫਲੈਕਟਿਵ ਲੇਅਰ ਨੂੰ ਘਟਾ ਕੇ ਅਤੇ ਹੀਟਰੋਜਨ ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਨੂੰ ਵਧਾ ਕੇ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ 10% ਤੱਕ ਵਧਾ ਦਿੱਤਾ। 2014 ਵਿੱਚ, ਜ਼ਿੰਕ ਫੈਲਾਅ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾ ਕੇ ਅਤੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾ ਕੇ, ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਵਿੱਚ 30% ਤੱਕ ਉੱਚ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਲਗਭਗ 87 ps ਦਾ ਟਾਈਮਿੰਗ ਜਿਟਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। 2016 ਵਿੱਚ, SANZARO M et al. ਨੇ InGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਮੋਨੋਲਿਥਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਰੋਧਕ ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕੀਤਾ, ਡਿਟੈਕਟਰ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਸੰਖੇਪ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਕਾਉਂਟਿੰਗ ਮੋਡੀਊਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਕੁਐਂਚ ਵਿਧੀ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ ਜਿਸਨੇ ਐਵਲੈਂਚ ਚਾਰਜ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘਟਾਇਆ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਅਤੇ ਆਪਟੀਕਲ ਕਰਾਸਟਾਕ ਨੂੰ ਘਟਾਇਆ, ਅਤੇ ਟਾਈਮਿੰਗ ਜਿਟਰ ਨੂੰ 70 ps ਤੱਕ ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਹੋਰ ਖੋਜ ਸਮੂਹਾਂ ਨੇ ਵੀ InGaAs APD 'ਤੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਹੈ।ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਪ੍ਰਿੰਸਟਨ ਲਾਈਟਵੇਵ ਨੇ ਪਲੇਨਰ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦੇ ਨਾਲ InGaAs/InPAPD ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਵਪਾਰਕ ਵਰਤੋਂ ਵਿੱਚ ਲਿਆਂਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੰਘਾਈ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਟੈਕਨੀਕਲ ਫਿਜ਼ਿਕਸ ਨੇ 1.5 MHz ਦੀ ਪਲਸ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ 'ਤੇ 3.6 × 10 ⁻⁴/ns ਪਲਸ ਦੇ ਡਾਰਕ ਕਾਉਂਟ ਦੇ ਨਾਲ ਜ਼ਿੰਕ ਡਿਪਾਜ਼ਿਟ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਅਤੇ ਕੈਪੇਸਿਟਿਵ ਬੈਲੇਂਸਡ ਗੇਟ ਪਲਸ ਮੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਦੇ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੌਨ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ। ਜੋਸਫ਼ ਪੀ ਅਤੇ ਹੋਰ। ਨੇ ਮੇਸਾ ਸਟ੍ਰਕਚਰ InGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਨੂੰ ਚੌੜੇ ਬੈਂਡਗੈਪ ਦੇ ਨਾਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਘੱਟ ਡਾਰਕ ਕਾਉਂਟ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ InGaAsP ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਵਾਲੀ ਪਰਤ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ।
InGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਿੰਗਲ ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦਾ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਮੋਡ ਫ੍ਰੀ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਮੋਡ ਹੈ, ਯਾਨੀ ਕਿ, APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਨੂੰ ਬਰਫ਼ਬਾਰੀ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਪੈਰੀਫਿਰਲ ਸਰਕਟ ਨੂੰ ਬੁਝਾਉਣ ਅਤੇ ਕੁਝ ਸਮੇਂ ਲਈ ਬੁਝਾਉਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਠੀਕ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਬੁਝਾਉਣ ਦੇਰੀ ਸਮੇਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ, ਇਸਨੂੰ ਮੋਟੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ: ਇੱਕ ਬੁਝਾਉਣ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪੈਸਿਵ ਜਾਂ ਐਕਟਿਵ ਬੁਝਾਉਣ ਸਰਕਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ R Thew ਦੁਆਰਾ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਐਕਟਿਵ ਬੁਝਾਉਣ ਸਰਕਟ, ਆਦਿ। ਚਿੱਤਰ (a), (b) ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਕੰਟਰੋਲ ਅਤੇ ਐਕਟਿਵ ਬੁਝਾਉਣ ਸਰਕਟ ਅਤੇ APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਨਾਲ ਇਸਦੇ ਕਨੈਕਸ਼ਨ ਦਾ ਇੱਕ ਸਰਲ ਚਿੱਤਰ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਗੇਟਡ ਜਾਂ ਫ੍ਰੀ ਰਨਿੰਗ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਪਹਿਲਾਂ ਅਣਵਰਤੀ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਕਾਫ਼ੀ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, 1550 nm 'ਤੇ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ 10% ਹੈ, ਅਤੇ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ 1% ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਦੂਜਾ ਬਾਈਸ ਵੋਲਟੇਜ ਦੇ ਪੱਧਰ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਕੇ ਤੇਜ਼ ਬੁਝਾਉਣ ਅਤੇ ਰਿਕਵਰੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਐਵਲੈੰਸਮੈਂਟ ਪਲਸ ਦੇ ਫੀਡਬੈਕ ਨਿਯੰਤਰਣ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਬੁਝਾਉਣ ਦਾ ਦੇਰੀ ਸਮਾਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੀ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, LC Comandar et al ਗੇਟਡ ਮੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। InGaAs/InPAPD 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਇੱਕ ਗੇਟਡ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਖੋਜ ਕੁਸ਼ਲਤਾ 1550 nm 'ਤੇ 55% ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੀ, ਅਤੇ 7% ਦੀ ਪੋਸਟ-ਪਲਸ ਸੰਭਾਵਨਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਸ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਚੀਨ ਦੀ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਨੇ ਮਲਟੀ-ਮੋਡ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ liDAR ਸਿਸਟਮ ਸਥਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜੋ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਇੱਕ ਫ੍ਰੀ-ਮੋਡ InGaAs APD ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ ਸਿੰਗਲ-ਫੋਟੋਨ ਡਿਟੈਕਟਰ ਦੇ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਉਪਕਰਣ ਚਿੱਤਰ (c) ਅਤੇ (d) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ 12 ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਦੀ ਉਚਾਈ ਵਾਲੇ ਮਲਟੀ-ਲੇਅਰ ਬੱਦਲਾਂ ਦੀ ਖੋਜ 1 ਸਕਿੰਟ ਦੇ ਸਮੇਂ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਅਤੇ 15 ਮੀਟਰ ਦੇ ਸਥਾਨਿਕ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਨਾਲ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਮਈ-07-2024