Sažetak: osnovna struktura i princip rada od lavine fotodeter (APD fotodeter) se uvodi, analizira se proces evolucije strukture uređaja, trenutni status istraživanja sažet je, a budući razvoj APD-a je proučavan.
1. Uvod
Fotodektor je uređaj koji pretvara svjetlosne signale u električne signale. U apoluvodički fotodetektor, Foto-generirani nosač koji je uzbuđen incidentnim fotonom ulazi u vanjski krug ispod primijenjenog napona privrženog i formira mjerljivu fotoskurtu. Čak i po maksimalnoj reaktivnosti, PIN PhotoDode može najvise proizvoditi par para za elektron, što je uređaj bez unutrašnjeg dobitka. Za veću odzivnost može se koristiti lavina fotodioda (APD). Efekat pojačanja APD-a na fotokurenom zasnovan je na efektu sudara ionizacije. Pod određenim uvjetima, ubrzani elektroni i rupe mogu dobiti dovoljno energije da se sudaraju sa rešetkom za proizvodnju novog para parova s elektronskim rupama. Ovaj je proces lančana reakcija, tako da par para za elektronski otvor koji proizvede apsorpcije lagane može proizvesti veliki broj parova za elektron i formiranje velikog sekundarnog fotostana. Stoga, APD ima visoku reakciju i internu dobitak, što poboljšava omjer signala i buke uređaja. APD će se uglavnom koristiti u dugotrajnoj ili manjim optičkim komunikacijskim sistemima s drugim ograničenjima na primljenoj optičkoj snazi. Trenutno su mnogi stručnjaci za optičke uređaje vrlo optimistični u pogledu perspektiva APD-a i smatraju da je istraživanje APD-a neophodno za poboljšanje međunarodne konkurentnosti srodnih oblasti.
2. Tehnički razvoj odAvalanche fotodetektor(APD fotodeter)
2.1 Materijali
(1)Si fotodetektor
Si materijalna tehnologija je zrela tehnologija koja se široko koristi u polju mikroelektronike, ali nije pogodna za pripremu uređaja u opsegu talasne dužine 1,31 mm i 1,55 mm koji su općenito prihvaćeni u području optičke komunikacije.
(2) GE
Iako je spektralni odgovor GEPD-a pogodan za zahtjeve slabog gubitka i niske disperzije u prenosu optičkog vlakana, postoje velike poteškoće u procesu pripreme. Pored toga, omjer brzine ionizacije Elektrona i rupa je blizu () 1, tako da je teško pripremiti visoke performanse APD uređaje.
(3) inf.53ga0.47as / inp
To je efektivna metoda za odabir in 0.53GA0.47AS kao sloj apsorpcije svjetla APD i INP kao sloj multiplikatora. Vrhunac apsorpcije 7.53GA0.47AS je 1,65 mm, 1,31 mm, 1,55 mm talasna dužina iznosi oko 104cm-1 visoki koeficijent apsorpcije, koji je preferirani materijal za apsorpcijski sloj detektora svjetla trenutno.
(4)INGAAS Photodetector/ Infotodetektor
Odabirom Ingaasasp-a kao sloja koji apsorbira svjetlost kao multiplikatorski sloj, APD sa valnom dužinom odziva 1-1,4 mm, visoke kvantne efikasnosti, niske tamne pojačane i visoke lavine pojačane i visoke lavine. Odabirom različitih komponenti legure, postiže se najbolji performans za određene talasne dužine.
(5) Ingaas / Inalas
Inf.52Al0.48AS materijal ima pojas za bend (1,47EV) i ne apsorbira se u rasponu talasne dužine od 1,55 mm. Postoje dokazi da tanki epitaksijalni sloj na022AL0.48AS može dobiti bolje karakteristike dobitka od INP-a kao multiplikatornog sloja pod uvjetom čiste injekcije elektrona.
(6) Ingaas / Ingaas (P) / Inalas i Ingaas / In (Al) Gaas / Inalas
Brzina ionizacije utjecaja materijala važan je faktor koji utječe na performanse APD-a. Rezultati pokazuju da se stopa ionizacije sudara multiplikatorskog sloja može poboljšati uvođenjem Ingaas (P) / Inalas i u (Al) Gaas / Inalas Superplattice strukture. Korištenjem superslovne strukture, inženjering bend može umjetno kontrolirati ivicu asimetričnog opsega između vrednosti provodljivosti i vrijednosti valentne vrijednosti i osigurati da je diskontinuitet provodljivosti mnogo veći od diskontinuiteta valence (ΔEC >> ΔEV). U usporedbi s Ingaas Materijalima, Ingaas / Inalas Quantum Bunar Electron Ionizacijska stopa (A) značajno se povećava, a elektroni i rupe dobivaju dodatnu energiju. Zbog ΔEC >> ΔEV, može se očekivati da energija stečena elektrona povećava brzinu elektrona ionizacije mnogo više od doprinosa energije rupe u đurnu brzinu (B). Omjer (k) brzine elektrona ionizacije na brzinu rupa ionizacije povećava se. Stoga se visoki proizvod pojačanja (GBW) i niske performanse buke mogu dobiti primjenom superslovnih konstrukcija. Međutim, ova ingaas / inalas kvantna dobro struktura APD, koja može povećati k vrijednost, teško je primijeniti na optičke prijemnike. To je zato što multiplikatorski faktor utječe na maksimalnu reakciju ograničena je tamnom strujom, a ne multiplikatorskom bukom. U ovoj strukturi je tamna struja uzrokovana učinkom tunelizma u uskim jazom u uskim pojasom, tako da uvođenje širokog razbojnika kvarterne legure, poput Ingaas-a, umjesto Ingaas-a kao bunara kvantne strukture može potisnuti tamnu strukturu.
Pošta: Nov-13-2023