Abstract: Sebopeho sa motheo le molao-motheo oa ho sebetsa oa avalanche photodetector (APD photodetector) li hlahisoa, ts'ebetso ea ho iphetola ha lintho ea sebopeho sa sesebelisoa e hlahlojoa, boemo ba hajoale ba lipatlisiso bo akaretsoa, 'me nts'etsopele ea nakong e tlang ea APD e lebelletsoe ho ithutoa.
1. Selelekela
Photodetector ke sesebelisoa se fetolang mats'oao a leseli hore e be mats'oao a motlakase. Ho asemiconductor photodetector, mokhanni ea hlahisitsoeng ke lifoto o thabisitsoe ke ketsahalo ea photon e kena potolohong e ka ntle tlas'a motlakase oa bias o sebelisoang ebe o etsa photocurrent e ka lekanngoang. Esita le ka karabelo e kholo, PIN photodiode e ka hlahisa lipara tsa li-electron-hole ka ho fetisisa, e leng sesebelisoa se se nang phaello ea ka hare. Bakeng sa karabelo e kholo, ho ka sebelisoa avalanche photodiode (APD). Phello ea amplification ea APD ho photocurrent e itšetlehile ka phello ea ho thulana ha ionization. Tlas'a maemo a itseng, li-electrone tse potlakisang le masoba li ka fumana matla a lekaneng a ho thulana le lesela ho hlahisa para e ncha ea li-electron-hole pairs. Ts'ebetso ena ke karabelo ea ketane, e le hore lipara tse peli tsa lesoba la elektronike tse hlahisoang ke ho monya leseli li ka hlahisa palo e kholo ea lipara tsa lesoba la elektronike 'me tsa theha photocurrent e kholo ea bobeli. Ka hona, APD e na le karabelo e phahameng le phaello ea ka hare, e ntlafatsang tekanyo ea lerata-lerata la sesebelisoa. APD e tla sebelisoa haholo-holo litsamaisong tsa puisano tse hole kapa tse nyane tsa optical fiber le mefokolo e meng ho matla a optical a amohetseng. Hajoale, litsebi tse ngata tsa lisebelisoa tsa mahlo li na le tšepo e kholo mabapi le menyetla ea APD, 'me li lumela hore lipatlisiso tsa APD lia hlokahala ho matlafatsa tlholisano ea machaba ea mafapha a amanang.
2. Ntlafatso ea tekheniki eaAvalanche photodetector(APD photodetector)
2.1 Lisebelisoa
(1)Ke photodetector
Theknoloji ea Si ke thekenoloji e hōlileng tsebong e sebelisoang haholo tšimong ea microelectronics, empa ha e tšoanelehe bakeng sa ho lokisoa ha lisebelisoa sebakeng sa wavelength sa 1.31mm le 1.55mm tse amoheloang ka kakaretso tšimong ea puisano ea optical.
(2) Ge
Le hoja karabelo ea spectral ea Ge APD e loketse litlhoko tsa tahlehelo e tlaase le ho hasana ho tlaase ho phetiso ea fiber optical, ho na le mathata a maholo mosebetsing oa ho itokisa. Ho phaella moo, karo-karolelano ea tekanyo ea elektronike ea Ge le lesoba la ionization e haufi le () 1, kahoo ho thata ho lokisetsa lisebelisoa tse phahameng tsa APD.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
Ke mokhoa o atlehang oa ho khetha In0.53Ga0.47As e le lera la ho monya leseli la APD le InP joalo ka sekhahla sa bongata. Tlhōrō ea ho monya ea In0.53Ga0.47As ke 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm wavelength e ka bang 104cm-1 coefficient e phahameng ea ho monya, e leng thepa e ratoang bakeng sa lera la ho monya ha leseli hajoale.
(4)InGaAs photodetector/Hophotodetector
Ka ho khetha InGaAsP e le lesela le monyang leseli le InP e le sekhahla se atisang ho feta, APD e nang le wavelength ea karabo ea 1-1.4mm, bokhoni bo phahameng ba quantum, boemo bo tlaase bo lefifi le phaello e phahameng ea avalanche e ka lokisoa. Ka ho khetha likarolo tse fapaneng tsa alloy, ts'ebetso e ntle ka ho fetisisa bakeng sa wavelengths e itseng e fihlelleha.
(5)InGaAs/InAlAs
In0.52Al0.48As thepa e na le lekhalo la sehlopha (1.47eV) 'me ha e monye ka bophara ba maqhubu a 1.55mm. Ho na le bopaki ba hore In0.52Al0.48As epitaxial layer e tšesaane e ka fumana litšobotsi tse molemo ho feta InP e le lera la li-multiplicator tlas'a boemo ba ente e hloekileng ea elektronike.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs le InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Sekhahla sa ionization ea lisebelisoa ke ntlha ea bohlokoa e amang ts'ebetso ea APD. Liphetho li bonts'a hore sekhahla sa ionization ea ho thulana ha sekhahla sa multiplier se ka ntlafatsoa ka ho hlahisa InGaAs (P) /InAlAs le In (Al) GaAs/InAlAs meaho ea superlattice. Ka ho sebelisa sebopeho sa superlattice, boenjiniere ba sehlopha bo ka laola ka maiketsetso ho se tsoele pele ha band band pakeng tsa sehlopha sa conduction le boleng ba sehlopha sa valence, le ho netefatsa hore ho khaotsa ha sehlopha sa conduction ho kholo ho feta ho khaotsa ha sehlopha sa valence (ΔEc> ΔEv). Ha ho bapisoa le thepa e ngata ea InGaAs, InGaAs/InAlAs quantum well electron ionization rate (a) e eketseha haholo, 'me lielektrone le masoba li fumana matla a eketsehileng. Ka lebaka la ΔEc >> ΔEv, ho ka lebelloa hore matla a fumanoang ke lielektrone a eketsa sekhahla sa ionization ea elektronike ho feta monehelo oa matla a lesoba ho sekhahla sa ionization ea lesoba (b). Karolelano (k) ea sekhahla sa ionization ea elektrone ho sekhahla sa ionization ea lesoba ea eketseha. Ka hona, sehlahisoa se phahameng sa phaello-bandwidth (GBW) le ts'ebetso e tlase ea lerata li ka fumanoa ka ho sebelisa meaho ea superlattice. Leha ho le joalo, InGaAs/InAlAs quantum well structure APD, e ka eketsang boleng ba k, ho thata ho e sebelisa ho ba amohelang optical. Lebaka ke hobane ntho e ngatafatsang e amang karabelo e phahameng e lekantsoe ke lets'oao le lefifi, eseng lerata la bongata. Ka sebopeho sena, motlakase o lefifi o bakoa haholo-holo ke phello ea tunneling ea seliba sa InGaAs se nang le lekhalo le moqotetsane, kahoo ho kenngoa ha motsoako o mongata oa quaternary alloy, joalo ka InGaAsP kapa InAlGaAs, sebakeng sa InGaAs e le seliba. ea quantum seliba sebopeho ka hatella hona joale lefifi.
Nako ea poso: Nov-13-2023