Lub hauv paus ntsiab lus thiab tam sim no qhov teeb meem ntawmLub avalanche photodetector (APD photodetector) Ntu Ob
2.2 APD nti qauv
Tsim nyog nti qauv yog qhov yooj yim lav ntawm cov khoom siv ua haujlwm siab. Tus qauv tsim ntawm APD feem ntau suav nrog RC lub sijhawm tas li, qhov kev ntes ntawm heterojunction, lub sijhawm thauj khoom thauj mus los ntawm cheeb tsam depletion thiab lwm yam. Txoj kev loj hlob ntawm nws cov qauv tau sau tseg hauv qab no:
(1) Cov qauv yooj yim
Cov qauv APD yooj yim tshaj plaws yog raws li tus PIN photodiode, thaj tsam P thiab cheeb tsam N yog hnyav heev, thiab N-hom lossis P-hom ob npaug-repellant cheeb tsam yog qhia nyob rau hauv cheeb tsam P uas nyob ib sab los yog N cheeb tsam los tsim cov electrons theem nrab thiab qhov. khub, thiaj li paub qhov amplification ntawm thawj photocurrent. Rau InP series cov ntaub ntawv, vim hais tias lub qhov cuam tshuam ionization coefficient ntau dua li cov electron cuam tshuam ionization coefficient, qhov nce ntawm N-hom doping feem ntau yog muab tso rau hauv thaj tsam P. Hauv qhov xwm txheej zoo tshaj plaws, tsuas yog qhov tau txhaj tshuaj rau hauv thaj av nce, yog li cov qauv no hu ua lub qhov txhaj tshuaj.
(2) Absorption thiab nce yog qhov txawv
Vim tias qhov sib txawv ntawm qhov dav dav ntawm InP (InP yog 1.35eV thiab InGaAs yog 0.75eV), InP feem ntau yog siv los ua cov khoom siv nce thiab InGaAs raws li cov khoom siv hauv cheeb tsam haum.
(3) Kev nqus, gradient thiab nce (SAGM) cov qauv raug npaj raws
Tam sim no, cov khoom lag luam APD feem ntau siv InP / InGaAs cov khoom siv, InGaAs raws li cov txheej txheem nqus, InP hauv qab hluav taws xob siab (> 5x105V / cm) yam tsis muaj kev puas tsuaj, tuaj yeem siv los ua cov khoom lag luam nce ntxiv. Rau cov khoom siv no, kev tsim ntawm APD no yog tias cov txheej txheem avalanche yog tsim nyob rau hauv N-hom InP los ntawm kev sib tsoo ntawm qhov. Xav txog qhov sib txawv loj ntawm qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm InP thiab InGaAs, lub zog sib txawv ntawm li 0.4eV nyob rau hauv valence band ua rau lub qhov tsim nyob rau hauv InGaAs nqus txheej obstructed ntawm ntug heterojunction ua ntej mus txog InP multiplier txheej thiab qhov ceev yog heev. txo, ua rau lub sij hawm teb ntev thiab nqaim bandwidth ntawm APD no. Qhov teeb meem no tuaj yeem daws tau los ntawm kev ntxiv InGaAsP hloov pauv txheej ntawm ob cov ntaub ntawv.
(4) Kev nqus, gradient, nqi thiab nce (SAGCM) cov qauv raug npaj raws li
Txhawm rau txhawm rau kho cov hluav taws xob hluav taws xob txuas ntxiv ntawm cov txheej txheem nqus thiab cov txheej txheem nce, cov txheej txheem them nqi tau nkag mus rau hauv cov cuab yeej tsim, uas zoo heev txhim kho cov cuab yeej ceev thiab kev ua haujlwm.
(5) Resonator enhanced (RCE) SAGCM qauv
Nyob rau hauv lub saum toj no optimization tsim ntawm ib txwm detectors, peb yuav tsum fim lub fact tias lub thickness ntawm lub nqus txheej yog ib tug contradictory yam rau lub ntaus ntawv ceev thiab quantum efficiency. Lub thickness nyias ntawm cov txheej absorbing yuav txo tau lub sij hawm thauj mus los, yog li yuav tau txais ib tug loj bandwidth. Txawm li cas los xij, nyob rau tib lub sijhawm, txhawm rau kom tau txais quantum efficiency ntau dua, cov txheej nqus dej yuav tsum muaj qhov tuab txaus. Txoj kev daws teeb meem no tuaj yeem yog cov qauv resonant kab noj hniav (RCE), uas yog, qhov sib faib Bragg Reflector (DBR) yog tsim rau hauv qab thiab sab saum toj ntawm lub cuab yeej. Daim iav DBR muaj ob yam khoom uas tsis tshua muaj refractive index thiab siab refractive index nyob rau hauv cov qauv, thiab ob qho tib si loj hlob alternately, thiab lub thickness ntawm txhua txheej raws li qhov teeb meem lub teeb wavelength 1/4 nyob rau hauv lub semiconductor. Cov qauv resonator ntawm lub ntes tuaj yeem ua tau raws li qhov yuav tsum tau ua, lub thickness ntawm lub nqus txheej yuav ua rau nyias nyias, thiab quantum efficiency ntawm lub electron yog nce tom qab ob peb reflections.
(6) Ntug-coupled waveguide qauv (WG-APD)
Lwm qhov kev daws teeb meem los daws qhov tsis sib xws ntawm cov teebmeem sib txawv ntawm qhov nqus txheej tuab ntawm cov cuab yeej ceev thiab quantum efficiency yog los qhia txog ntug-coupled waveguide qauv. Cov qauv no nkag mus rau lub teeb los ntawm sab, vim tias cov txheej txheem nqus tau ntev heev, nws yooj yim kom tau txais kev ua haujlwm siab quantum, thiab tib lub sijhawm, txheej nqus dej tuaj yeem ua rau nyias nyias, txo cov sijhawm thauj khoom thauj. Yog li, cov qauv no daws qhov sib txawv ntawm kev vam khom ntawm bandwidth thiab kev ua haujlwm ntawm cov tuab ntawm cov txheej txheem nqus, thiab xav kom ua tiav tus nqi siab thiab siab quantum efficiency APD. Cov txheej txheem ntawm WG-APD yog qhov yooj yim dua li ntawm RCE APD, uas tshem tawm cov txheej txheem kev npaj nyuaj ntawm DBR daim iav. Yog li ntawd, nws muaj peev xwm ua tau ntau dua hauv kev ua haujlwm thiab tsim nyog rau kev sib txuas ntawm dav hlau optical.
3. Cov lus xaus
Txoj kev loj hlob ntawm avalanchephotodetectorcov ntaub ntawv thiab cov khoom siv raug tshuaj xyuas. Cov electron thiab qhov sib tsoo ionization tus nqi ntawm InP cov ntaub ntawv yog nyob ze rau cov InAlAs, uas ua rau cov txheej txheem ntawm ob lub cab kuj symbions, uas ua rau lub avalanche lub tsev lub sij hawm ntev thiab lub suab nrov. Piv rau cov ntaub ntawv ntshiab InAlAs, InGaAs (P) / InAlAs thiab Hauv (Al) GaAs / InAlAs quantum zoo qauv muaj qhov sib piv ntawm kev sib tsoo ionization coefficients, yog li lub suab nrov tuaj yeem hloov pauv tau zoo. Nyob rau hauv cov nqe lus ntawm cov qauv, resonator enhanced (RCE) SAGCM qauv thiab ntug-coupled waveguide qauv (WG-APD) yog tsim nyob rau hauv thiaj li yuav daws tau cov contradictions ntawm txawv los ntawm absorbing txheej thickness ntawm ntaus ntawv ceev thiab quantum efficiency. Vim yog qhov nyuaj ntawm cov txheej txheem, tag nrho cov tswv yim siv ntawm ob lub qauv no yuav tsum tau tshawb nrhiav ntxiv.
Post lub sij hawm: Nov-14-2023