Molao-motheo le boemo ba hona joale baAvalanche photodetector (APD photodetector) Karolo ea Bobeli
2.2 Sebopeho sa chip ea APD
Sebopeho se utloahalang sa chip ke tiiso ea motheo ea lisebelisoa tse phahameng tsa tshebetso. Moralo oa sebopeho sa APD haholo-holo o nka nako ea RC e lula e le teng, ho ts'oaroa ha lesoba ho heterojunction, nako ea lipalangoang ho pholletsa le sebaka sa depletion joalo-joalo. Ntlafatso ea sebopeho sa eona e akaretsoa ka tlase:
(1) Sebopeho sa motheo
Sebopeho se bonolo ka ho fetisisa sa APD se ipapisitse le PIN photodiode, sebaka sa P le sebaka sa N li na le doped haholo, 'me sebaka sa mofuta oa N kapa P-mofuta o thibelang habeli o hlahisoa sebakeng se haufi sa P kapa sebakeng sa N ho hlahisa li-electrone tsa bobeli le lesoba. lipara, e le ho hlokomela ho holisoa ha photocurrent ea mantlha. Bakeng sa lisebelisoa tsa letoto la InP, hobane palo ea ionization ea sekoti e kholo ho feta coefficient ea ionization ea elektronike, sebaka sa phaello ea mofuta oa N-doping hangata se beoa sebakeng sa P. Boemong bo botle, likoti feela li kenngoa sebakeng sa phaello, kahoo mohaho ona o bitsoa mohaho o nang le sekoti.
(2) Ho monya le phaello li khetholloa
Ka lebaka la likarolo tse kholo tsa lekhalo la sehlopha sa InP (InP ke 1.35eV le InGaAs ke 0.75eV), InP hangata e sebelisoa e le lisebelisoa tsa sebaka sa phaello le InGaAs joalo ka lisebelisoa tsa sebaka sa ho monya.
(3) Mehaho ea ho monya, ea gradient le phaello (SAGM) e sisinngoa ka ho latellana
Hona joale, lisebelisoa tse ngata tsa khoebo tsa APD li sebelisa thepa ea InP / InGaAs, InGaAs e le lera la ho monya, InP tlas'a tšimo e phahameng ea motlakase (> 5x105V / cm) ntle le ho senyeha, e ka sebelisoa e le thepa ea sebaka sa phaello. Bakeng sa boitsebiso bona, moralo oa APD ena ke hore ts'ebetso ea avalanche e thehoa ho N-type InP ka ho thulana ha masoba. Ha ho nahanoa ka phapang e kholo ea lekhalo la sehlopha pakeng tsa InP le InGaAs, phapang ea matla a matla a ka bang 0.4eV sehlopheng sa valence e etsa hore masoba a hlahisoang ka har'a InGaAs a thibeloe moeling oa heterojunction pele a fihla ho InP multiplier layer 'me lebelo le leholo haholo. e fokotsehile, e bakang nako e telele ea karabelo le bandwidth e patisaneng ea APD ena. Bothata bona bo ka rarolloa ka ho kenyelletsa sekhahla sa phetoho ea InGaAsP lipakeng tsa lisebelisoa tse peli.
(4) Mehaho ea ho monya, gradient, tefiso le phaello (SAGCM) e sisinyeha ka ho latellana.
E le ho tsoela pele ho lokisa kabo ea tšimo ea motlakase ea sekhahla sa ho monya le sekhahla sa phaello, lera la tefiso le kenngoa ka har'a moralo oa sesebelisoa, e leng ho ntlafatsang haholo lebelo la sesebelisoa le karabelo.
(5) Resonator e ntlafalitsoeng (RCE) Sebopeho sa SAGCM
Moqaping o nepahetseng ka holimo oa li-detectors tsa setso, re tlameha ho tobana le 'nete ea hore botenya ba lesela la ho monya ke ntho e hanyetsanang bakeng sa lebelo la sesebelisoa le katleho ea quantum. Botenya bo tšesaane ba lera le monyang bo ka fokotsa nako ea sepalangoang, kahoo ho ka fumanoa bandwidth e kholo. Leha ho le joalo, ka nako e ts'oanang, e le ho fumana katleho e phahameng ea quantum, lera la ho monya le hloka ho ba le botenya bo lekaneng. Tharollo ea bothata bona e ka ba sebopeho sa "resonant cavity" (RCE), ke hore, Bragg Reflector (DBR) e ajoang e entsoe ka tlase le holimo ho sesebelisoa. Seipone sa DBR se na le mefuta e 'meli ea lisebelisoa tse nang le index e tlase ea refractive le index e phahameng ea refractive ka sebopeho,' me tse peli li hola ka ho fapanyetsana, 'me botenya ba lera ka leng le kopana le ketsahalo ea khanya ea 1/4 ho semiconductor. Sebopeho sa resonator sa detector se ka finyella litlhoko tsa lebelo, botenya ba lesela la ho monya le ka etsoa le le tšesaane haholo, 'me katleho ea quantum ea elektronike e eketseha ka mor'a ho nahanisisa ka makhetlo a' maloa.
(6) Sebopeho sa waveguide se kopane (WG-APD)
Tharollo e 'ngoe ea ho rarolla khanyetsano ea litlamorao tse fapaneng tsa botenya ba ho monya ka lebelo la sesebelisoa le katleho ea quantum ke ho hlahisa sebopeho sa waveguide se kopaneng. Sebopeho sena se kena leseling ho tloha ka lehlakoreng, hobane lera la ho monya le le lelelele haholo, ho bonolo ho fumana katleho e phahameng ea quantum, 'me ka nako e ts'oanang, lera la ho monya le ka etsoa le le tšesaane haholo, le fokotsa nako ea ho tsamaisa sephethephethe. Ka hona, sebopeho sena se rarolla ho itšetleha ho fapaneng ha bandwidth le katleho ho botenya ba sekhahla sa ho monya, 'me ho lebelletsoe ho fihlela sekhahla se phahameng le katleho e phahameng ea APD. Ts'ebetso ea WG-APD e bonolo ho feta ea RCE APD, e felisang mokhoa o rarahaneng oa ho itokisa oa seipone sa DBR. Ka hona, e ka khoneha haholoanyane tšimong e sebetsang 'me e loketse ho hokahanya ha sefofane se tloaelehileng.
3. Qetello
Khatelo-pele ea seqhoqhophotodetectorlisebelisoa le lisebelisoa li hlahlojoa. Litekanyetso tsa ionization ea elektronike le sekoti tsa lisebelisoa tsa InP li haufi le tsa InAlAs, tse lebisang ts'ebetsong e habeli ea li-symbion tse peli tsa bajari, e leng se etsang hore nako ea ho haha avalanche e be telele le lerata le eketseha. Ha ho bapisoa le lisebelisoa tse hloekileng tsa InAlAs, InGaAs (P) /InAlAs le In (Al) GaAs / InAlAs quantum well structures e na le karolelano e eketsehileng ea coefficients ea ionization ea ho thulana, kahoo ts'ebetso ea lerata e ka fetoloa haholo. Mabapi le sebopeho, sebopeho sa resonator e ntlafalitsoeng (RCE) SAGCM le sebopeho sa waveguide se kopantsoeng ka bohale (WG-APD) se ntlafatsoa molemong oa ho rarolla likhohlano tsa litlamorao tse fapaneng tsa botenya ba ho monya ka lebelo la sesebelisoa le ts'ebetso ea quantum. Ka lebaka la ho rarahana ha ts'ebetso, ts'ebeliso e felletseng ea meaho ena e 'meli e hloka ho hlahlojoa ho ea pele.
Nako ea poso: Nov-14-2023