Qalabka sawir-qaadaha ee hal-foton-ka ah ayaa ka gudbay caqabadda hufnaanta 80%

Sawir-qaade hal-foton ahWaxaan ka gudubnay caqabadda hufnaanta 80%

Hal-fotonsawir-qaadewaxaa si weyn loogu isticmaalaa beeraha sawir-qaadista quantum photonics iyo sawir-qaadista hal-foton sababtoo ah faa'iidooyinkooda yar yar iyo kuwa jaban, laakiin waxay la kulmaan caqabadaha farsamo ee soo socda.

Xaddidaadaha farsamo ee hadda jira

1.CMOS iyo SPAD-ka isku-xidhka khafiifka ah: Inkasta oo ay leeyihiin isku-dhafan sare iyo gariir waqti yar, lakabka nuugista waa khafiif (dhowr micrometers), PDE-na waa xaddidan yahay gobolka ku dhow infrared, iyadoo qiyaastii 32% oo keliya ay tahay 850 nm.

2. SPAD-ka isku xidhka qaro weyn: Waxa uu leeyahay lakab nuugis ah oo tobanaan mitir oo dhumuc ah. Badeecadaha ganacsigu waxay leeyihiin PDE oo qiyaastii 70% ah oo ah 780 nm, laakiin jebinta 80% waa mid aad u adag.

3. Xaddidaadaha wareegga akhri: SPAD-ka isku xidhka qaro weyn wuxuu u baahan yahay danab xad dhaaf ah oo ka badan 30V si loo hubiyo suurtagalnimada barafka oo sarreeya. Xitaa iyadoo danab damin ah oo ah 68V wareegyada dhaqameed, PDE waxaa la kordhin karaa oo keliya 75.1%.

Xalka

Qaab-dhismeedka semiconductor-ka ee SPAD. Naqshadeynta dib-u-iftiimaysa: Footonada shilalka ah ayaa si aad ah u burbura siliconka. Qaab-dhismeedka dib-u-iftiimiyaha ah wuxuu hubiyaa in inta badan footonada la nuugo lakabka nuugista, elektaroonada la soo saarayna lagu duraa gobolka barafka. Sababtoo ah heerka ionization-ka elektaroonada ee siliconku wuu ka sarreeyaa kan godadka, duritaanka elektarooniga wuxuu bixiyaa fursad sare oo baraf ah. Gobolka barafka magdhowga: Iyadoo la adeegsanayo habka faafinta joogtada ah ee boron iyo fosfooraska, budada gacmeedka ah waxaa lagu magdhabaa si loo xoojiyo goobta korantada ee gobolka qotoda dheer iyadoo cillado kiristaalo yar ay jiraan, taasoo si wax ku ool ah u yareynaysa buuqa sida DCR.

2. Wareegga akhrinta waxqabadka sare leh. Bakhtiinta mugga sare ee 50V Kala-guurka xaaladda degdegga ah; Hawlgalka qaababka badan leh: Iyadoo la isku darayo xakamaynta FPGA QUENCHING iyo calaamadaha RESET, isbeddel dabacsan oo u dhexeeya hawlgalka xorta ah (kiciyaha calaamadda), gate (wadista GATE ee dibadda), iyo qaababka isku-dhafka ah ayaa la gaaraa.

3. Diyaarinta iyo baakadaynta qalabka. Habka wafer-ka SPAD waa la qaataa, iyadoo la adeegsanayo baakad balanbaalis ah. SPAD waxaa lagu xiraa substrate-ka AlN side waxaana si toosan loogu rakibay qaboojiyaha thermoelectric (TEC), xakamaynta heerkulkana waxaa lagu gaaraa heerkulbeeg. Fiilooyinka indhaha ee badan ayaa si sax ah loogu waafajiyay xarunta SPAD si loo gaaro isku-xidhnaan hufan.

4. Hagaajinta Waxqabadka. Hagaajinta waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo diode laser ah oo 785 nm picosecond ah (100 kHz) iyo beddele waqti-dhijitaal ah (TDC, xallinta 10 ps).

Soo Koobid

Iyadoo la hagaajinayo qaab-dhismeedka SPAD (isgoyska qaro weyn, dib-u-iftiimin, magdhowga doping) iyo cusboonaysiinta wareegga deminta 50 V, daraasaddani waxay si guul leh ugu riixday PDE-ga qalabka ogaanshaha hal-foton ee ku salaysan silicon ilaa dherer cusub oo ah 84.4%. Marka la barbar dhigo alaabada ganacsiga, waxqabadkeeda dhammaystiran ayaa si weyn loo horumariyay, iyadoo bixinaysa xalal wax ku ool ah oo loogu talagalay codsiyada sida isgaarsiinta quantum, xisaabinta quantum, iyo sawir-qaadista xasaasiyadda sare leh oo u baahan hufnaan aad u sarreysa iyo hawlgal dabacsan. Shaqadani waxay aasaas adag u dhigtay horumarinta dheeraadka ah ee ku salaysan siliconqalabka ogaanshaha hal-fotontiknoolajiyadda.