Abstract: Qaab dhismeedka aasaasiga ah iyo mabda'a shaqada ee sawir-qaade avalanche (Sawir-qaade APD) waa la soo bandhigay, habka horumarinta ee qaab dhismeedka qalabka waa la falanqeeyay, heerka cilmi-baarista hadda waa la soo koobay, iyo horumarinta mustaqbalka ee APD ayaa la saadaaliyay.
1. Hordhac
Sawir-qaade waa qalab u beddela calaamadaha iftiinka calaamadaha korontada. In asawirqaade semiconductor, qaade sawir-qaade oo ku faraxsan dhacdada photon-ka ayaa gasha wareegga dibadda iyada oo la adeegsanayo danab eexeed oo la dabaqay oo sameeyay sawir la cabbiri karo. Xataa marka ay jawaabta ugu badan tahay, PIN photodiode-ku waxa uu soo saari karaa oo kaliya laba lammaane oo godad elektaroonig ah inta ugu badan, taas oo ah qalab aan faa'iido gudaha ah lahayn. Si loo helo jawaab celin weyn, avalanche photodiode (APD) ayaa la isticmaali karaa. Saamaynta kordhinta APD ee sawirka hadda jirta waxay ku salaysan tahay saamaynta isku dhaca ionization. Xaaladaha qaarkood, elektaroonnada la dedejiyey iyo godadka waxay heli karaan tamar ku filan si ay ugu dhacaan shabagga si ay u soo saaraan lammaane cusub oo ah godad elektaroonig ah. Habkani waa falcelin silsilad ah, si labada lammaane ee godka elektarooniga ah ee ay dhaliso nuugista iftiinka waxay soo saari karaan tiro badan oo lammaane godad elektaroonig ah waxayna sameeyaan sawir-qaade sare oo weyn. Sidaa darteed, APD waxay leedahay jawaab celin sare iyo faa'iido gudaha ah, taas oo hagaajinaysa saamiga signal-ilaa-sanqa ee qalabka. APD inta badan waxaa loo isticmaali doonaa in fog fog ama hababka isgaarsiinta fiber indhaha ka yar oo leh xaddidaadyo kale oo ku saabsan awoodda indhaha ee la helay. Waqtigan xaadirka ah, khabiiro badan oo qalabka indhaha ah ayaa aad ugu rajo weyn rajada APD, waxayna aaminsan yihiin in cilmi baarista APD ay lagama maarmaan tahay si kor loogu qaado tartanka caalamiga ah ee dhinacyada la xiriira.
2. Horumarinta farsamada eesawir-qaade ba'an(APD sawir qaade)
2.1 Qalabka
(1)Si sawir qaade
Tiknoolajiyada maaddooyinka Si waa tikniyoolajiyad qaan-gaar ah oo si weyn loogu isticmaalo goobta microelectronics, laakiin kuma habboona diyaarinta aaladaha dhererka dhererka ee 1.31mm iyo 1.55mm kuwaas oo guud ahaan laga aqbalo goobta isgaarsiinta indhaha.
(2) Ge
Inkasta oo jawaabta muuqaalka ee Ge APD ay ku habboon tahay shuruudaha luminta hooseeya iyo kala firdhisanaanta hoose ee gudbinta fiber indhaha, waxaa jira dhibaatooyin weyn oo ku saabsan habka diyaarinta. Intaa waxaa dheer, saamiga Ge's electron iyo godka ionization saamiga wuxuu ku dhow yahay () 1, markaa way adagtahay in la diyaariyo qalabka APD ee waxqabadka sare leh.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
Waa hab wax ku ool ah in loo doorto In0.53Ga0.47 Sida lakabka nuugista iftiinka ee APD iyo InP sida lakabka badan. Nuugista ugu sarreysa ee In0.53Ga0.47Sida maaddadu tahay 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm dhererka mawjada waxay ku saabsan tahay 104cm-1 isugeynta nuugista sare, taas oo ah walxaha la doorbido lakabka nuugista ee qalabka iftiinka hadda.
(4)InGaAs sawirqaade/ gudahasawirqaade
Adiga oo dooranaya InGaAsP sida lakabka nuugaya iftiinka iyo InP oo ah lakabka badan, APD oo leh hirar jawaab celin ah oo ah 1-1.4mm, waxtarka tirada sare, hadda mugdiga hooseeya iyo faa'iidada buuran ayaa la diyaarin karaa. Doorashada qaybaha kala duwan ee daawaynta, waxqabadka ugu fiican ee hirarka dhererka gaarka ah ayaa la gaaraa.
(5)InGaAs/InAlAs
In0.52Al0.48 Sida maaddadu leedahay farqiga band (1.47eV) oo aan nuugin inta u dhaxaysa hirarka dhererka 1.55mm. Waxaa jira caddayn ah in khafiifka In0.52Al0.48 Sida lakabka epitaxial uu heli karo sifooyin faa'iido ka wanaagsan InP sida lakabka isku dhufashada ee hoos yimaada xaaladda cirbadeynta elektarooniga saafiga ah.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs iyo InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Heerka saamaynta ionization ee agabku waa arrin muhiim ah oo saamaynaysa waxqabadka APD. Natiijooyinku waxay muujinayaan in heerka isku dhaca ionization ee lakabka badan la wanaajin karo iyadoo la soo bandhigayo InGaAs (P) / InAlAs iyo In (Al) GaAs/InAlAs qaab-dhismeedka superlattice. Adigoo isticmaalaya qaab dhismeedka superlattice, injineernimada kooxdu waxay si macmal ah u xakameyn kartaa joojinta cirifka asymmetric band ee u dhexeeya band conduction iyo valence band values, waxayna hubisaa in joojinta band conduction ay aad uga weyn tahay joojinta band valence (ΔEc>> ΔEv). Marka la barbar dhigo InGaAs agabka bulk, InGaAs/InAlAs quantum si fiican heerka ionization elektarooniga ah (a) ayaa si weyn u kordhay, iyo electrons iyo godadka helaan tamar dheeraad ah. Sababtoo ah ΔEc>> ΔEv, waxaa la filan karaa in tamarta ay helaan elektarooniga ay kordhiso heerka ionization elektarooniga ah in ka badan ka qayb qaadashada tamarta daloolka heerka ionization godka (b). Saamiga (k) ee heerka ionization elektarooniga ilaa heerka ionization dalool kordho. Sidaa darteed, badeecada faa'iido-bandwidth-sare (GBW) iyo waxqabadka sanqadha hoose waxaa lagu heli karaa iyadoo la adeegsanayo qaab-dhismeedka superlatice. Si kastaba ha ahaatee, qaab dhismeedka ceelka ee InGaAs/InAlAs quantum APD, kaas oo kordhin kara qiimaha k, way adagtahay in lagu dabaqo kuwa qaata indhaha. Tani waa sababta oo ah qodobka isku dhufashada ee saameeya jawaabcelinta ugu badan waxay xaddidan tahay hadda mugdiga ah, ma aha buuqa badnaanta. Qaab dhismeedkan, hadda mugdiga ah waxaa inta badan sababa saameynta tunnel-ka ee lakabka wanaagsan ee InGaAs oo leh faraqa cidhiidhiga ah ee band, sidaas darteed soo bandhigida daawaynta afar geesoodka ah ee ballaaran, sida InGaAsP ama InAlGaAs, halkii InGaAs ahaan lahayd lakabka ceelka. Qaab dhismeedka ceelka quantum wuxuu xakameyn karaa qulqulka mugdiga ah.
Waqtiga boostada: Nov-13-2023