Soo Koobid: Qaab-dhismeedka aasaasiga ah iyo mabda'a shaqada ee sawir-qaadaha barafka (Avalanche photodetector)Sawir-qaade APD) la soo bandhigay, habka horumarinta ee qaab-dhismeedka qalabka ayaa la falanqeeyaa, xaaladda cilmi-baarista ee hadda jirta waa la soo koobay, horumarinta mustaqbalka ee APD-na si hordhac ah ayaa loo darsay.
1. Hordhac
Qalabka sawir-qaadaha waa qalab calaamadaha iftiinka u beddela calaamado koronto.sawir-qaade semiconductor ah, side-ka sawir-qaadaha ee ka soo baxa dhacdada photon-ka wuxuu galayaa wareegga dibadda isagoo hoos yimaada danabka eexda ee la adeegsaday wuxuuna sameeyaa koronto sawireed oo la cabbiri karo. Xitaa marka ugu badan ee jawaab celinta, sawir-qaadaha PIN-ka wuxuu soo saari karaa oo keliya labo lammaane oo godad elektaroonik ah ugu badnaan, kaas oo ah qalab aan lahayn faa'iido gudaha ah. Si loo helo jawaab celin weyn, sawir-qaadaha barafka (APD) ayaa la isticmaali karaa. Saamaynta kordhinta ee APD ee sawir-qaadaha waxay ku salaysan tahay saameynta isku dhaca ionization. Xaaladaha qaarkood, elektaroonada degdega ah iyo godadka waxay heli karaan tamar ku filan si ay ula kulmaan shabagga si ay u soo saaraan lammaane cusub oo godad elektaroonik ah. Habkani waa falcelin silsilad ah, si labada lammaane ee godadka elektaroonik ah ee ka dhasha nuugista iftiinka ay u soo saari karaan tiro badan oo lammaane-god elektaroonik ah waxayna samayn karaan sawir-qaadis labaad oo weyn. Sidaa darteed, APD waxay leedahay jawaab celin sare iyo faa'iido gudaha ah, taas oo hagaajinaysa saamiga calaamadda-ilaa-sawaaxa ee qalabka. APD waxaa inta badan loo isticmaali doonaa nidaamyada isgaarsiinta fiber-ka indhaha ee masaafada dheer ama kuwa yaryar oo leh xaddidaadyo kale oo ku saabsan awoodda indhaha ee la helay. Waqtigan xaadirka ah, khubaro badan oo ku takhasusay qalabka indhaha ayaa aad ugu rajo weyn rajada APD, waxayna aaminsan yihiin in cilmi-baarista APD ay lagama maarmaan u tahay kor u qaadida tartanka caalamiga ah ee meelaha la xiriira.
2. Horumarinta farsamada eesawir-qaadaha barafka barafka(Sawir-qaade APD ah)
2.1 Agabka
(1)Si sawir-qaade
Tiknoolajiyadda walxaha Si waa tiknoolaji qaangaar ah oo si weyn loogu isticmaalo cilmiga microelectronics-ka, laakiin kuma habboona diyaarinta aaladaha ku jira masaafada hirarka ee 1.31mm iyo 1.55mm kuwaas oo guud ahaan laga aqbalo isgaarsiinta indhaha.
(2) Ge
Inkasta oo jawaabta muuqaalka ee Ge APD ay ku habboon tahay shuruudaha khasaaraha yar iyo kala firdhinta hoose ee gudbinta fiber-ka indhaha, waxaa jira dhibaatooyin waaweyn oo ku jira habka diyaarinta. Intaa waxaa dheer, saamiga heerka ionization-ka ee elektroonka iyo godka Ge wuxuu ku dhow yahay () 1, sidaa darteed way adag tahay in la diyaariyo aaladaha APD ee waxqabadka sare leh.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
Waa hab wax ku ool ah oo lagu doorto In0.53Ga0.47As lakabka nuugista iftiinka ee APD iyo InP lakabka wax-soo-saarka. Heerka ugu sarreeya ee nuugista ee maaddada In0.53Ga0.47As waa 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm hirarka waa qiyaastii 104cm-1 isku-darka nuugista sare, kaas oo ah walaxda la doorbidayo lakabka nuugista ee qalabka ogaanshaha iftiinka hadda.
(4)Sawir-qaade InGaAs/Gudahasawir-qaade
Marka InGaAsP loo doorto lakabka nuuga iftiinka iyo InP oo ah lakabka wax-soo-saarka, APD oo leh mowjad jawaab celin ah oo ah 1-1.4mm, hufnaan badan oo ku salaysan tirada, hadda madow oo hooseeya iyo faa'iido baraf oo sare. Marka la doorto qaybo kala duwan oo daawaha ah, waxqabadka ugu wanaagsan ee mowjadaha gaarka ah ayaa la gaaraa.
(5)InGaAs/InAlAs
In0.52Al0.48Maadaama walaxdu ay leedahay farqi xarig ah (1.47eV) mana nuugto heerka hirarka ee 1.55mm. Waxaa jira caddayn muujinaysa in lakabka khafiifka ah ee In0.52Al0.48As ee epitaxial uu heli karo astaamo faa'iido oo ka wanaagsan InP oo ah lakab isku-dhufasho ah iyadoo la raacayo xaalad duritaan elektaroonik saafi ah.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs iyo InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Heerka saamaynta ionization ee agabku waa arrin muhiim ah oo saameysa waxqabadka APD. Natiijooyinka waxay muujinayaan in heerka isku dhaca ionization ee lakabka isku dhufashada lagu hagaajin karo iyadoo la soo bandhigayo qaab-dhismeedka InGaAs (P) /InAlAs iyo In (Al) GaAs/InAlAs superlattice. Iyadoo la adeegsanayo qaab-dhismeedka superlattice, injineernimada kooxda ayaa si macmal ah u xakamayn kara kala go'a geeska band ee aan sinnayn ee u dhexeeya band gudbinta iyo qiimayaasha band valence, waxayna hubinaysaa in kala go'a band gudbinta uu aad uga weyn yahay kala go'a band valence (ΔEc>>ΔEv). Marka la barbar dhigo agabka waaweyn ee InGaAs, heerka ionization electron ee InGaAs/InAlAs quantum ceelka (a) ayaa si weyn u kordha, elektaroonada iyo godadkuna waxay helaan tamar dheeraad ah. Sababtoo ah ΔEc>>ΔEv, waxaa la filan karaa in tamarta ay helaan elektaroonku ay kordhiso heerka ionization electron aad uga badan ka qayb qaadashada tamarta godka ee heerka ionization godka (b). Saamiga (k) ee heerka ionization electron ilaa heerka ionization godka ayaa kordha. Sidaa darteed, wax soo saarka sare ee faa'iidada-bandwidth (GBW) iyo waxqabadka buuqa hooseeya waxaa lagu heli karaa iyadoo la adeegsanayo qaab-dhismeedka superlattice. Si kastaba ha ahaatee, qaab-dhismeedka ceelka quantum-ka ee InGaAs/InAlAs APD, kaas oo kordhin kara qiimaha k, way adag tahay in lagu dabaqo qaataha indhaha. Tani waa sababta oo ah qodobka wax soo saarka ee saameeya jawaab celinta ugu badan waxaa xaddidaya qulqulka mugdiga ah, ee maaha buuqa wax soo saarka. Qaab-dhismeedkan, qulqulka mugdiga ah waxaa inta badan sababa saameynta tunnel-ka ee lakabka ceelka InGaAs oo leh dalool cidhiidhi ah, sidaa darteed soo bandhigida dahaarka afargeeslaha ah ee farqiga ballaaran, sida InGaAsP ama InAlGaAs, halkii laga isticmaali lahaa InGaAs oo ah lakabka ceelka ee qaab-dhismeedka ceelka quantum-ka ayaa xakamayn kara qulqulka mugdiga ah.
Waqtiga boostada: Noofambar-13-2023