Molao-motheo le boemo ba hona joale basesebelisoa sa ho lemoha foto sa avalanche (Sesebelisoa sa ho lemoha foto sa APDKarolo ea Bobeli
2.2 Sebopeho sa chip sa APD
Sebopeho se utloahalang sa chip ke tiisetso ea motheo ea lisebelisoa tse sebetsang hantle. Moralo oa sebopeho sa APD o nahana haholo ka ho se fetohe ha nako ea RC, ho tšoaroa ha masoba ha heterojunction, nako ea ho fetisetsa thepa sebakeng sa ho fokotseha ha thepa le tse ling. Ntshetsopele ea sebopeho sa eona e akaretsoa ka tlase:
(1) Sebopeho sa motheo
Sebopeho se bonolo ka ho fetisisa sa APD se ipapisitse le photodiode ea PIN, sebaka sa P le sebaka sa N li na le doped e ngata, 'me sebaka sa mofuta oa N kapa mofuta oa P se leleka habeli se hlahisoa sebakeng se haufi sa P kapa sebaka sa N ho hlahisa lielektrone tsa bobeli le lipara tsa masoba, e le ho hlokomela keketseho ea photocurrent ea mantlha. Bakeng sa lisebelisoa tsa letoto la InP, hobane coefficient ea ionization ea lesoba e kholo ho feta coefficient ea ionization ea ts'usumetso ea lielektrone, sebaka sa gain sa doping ea mofuta oa N hangata se beoa sebakeng sa P. Boemong bo botle, masoba feela a kenngoa sebakeng sa gain, kahoo sebopeho sena se bitsoa sebopeho se kenngoeng ka masoba.
(2) Ho monya le ho fumana hoa khetholloa
Ka lebaka la litšobotsi tse pharaletseng tsa lekhalo la sehlopha sa InP (InP ke 1.35eV mme InGaAs ke 0.75eV), InP hangata e sebediswa e le thepa ya sebaka sa gain le InGaAs e le thepa ya sebaka sa ho monya.
(3) Dibopeho tsa ho monya, ho tjhesa le ho fumana (SAGM) di sisintswe ka ho latellana
Hona jwale, disebediswa tse ngata tsa kgwebo tsa APD di sebedisa thepa ya InP/InGaAs, InGaAs e le lera la ho monya, InP tlasa matla a motlakase a phahameng (>5x105V/cm) ntle le ho senyeha, e ka sebediswa e le thepa ya sebaka sa gain. Bakeng sa thepa ena, moralo wa APD ena ke hore tshebetso ya avalanche e thehwa ka hara InP ya mofuta wa N ka ho thulana ha masoba. Ha ho nahannwa ka phapang e kgolo pakeng tsa InP le InGaAs, phapang ya boemo ba matla ya hoo e ka bang 0.4eV sehlopheng sa valence e etsa hore masoba a hlahiswang lera la ho monya la InGaAs a thibellwe pheletsong ya heterojunction pele a fihla lera la ho atisa la InP mme lebelo le fokotseha haholo, e leng se fellang ka nako e telele ya karabelo le bandwidth e nyane ya APD ena. Bothata bona bo ka rarollwa ka ho eketsa lera la phetoho la InGaAsP pakeng tsa thepa tse pedi.
(4) Meaho ea ho monya, ho pharalla, ho tjhaja le ho fumana (SAGCM) e sisinngoa ka ho latellana
E le ho lokisa kabo ea tšimo ea motlakase ea lera la ho monya le lera la ho fumana, lera la tjhaja le kenngoa moralong oa sesebelisoa, e leng se ntlafatsang haholo lebelo la sesebelisoa le karabelo.
(5) Sebopeho sa SAGCM se ntlafaditsweng ke Resonator (RCE)
Moralong o motle ka ho fetisisa oa li-detector tsa setso, re tlameha ho tobana le 'nete ea hore botenya ba lera la ho monya ke ntlha e hanyetsanang bakeng sa lebelo la sesebelisoa le katleho ea quantum. Botenya bo bosesaane ba lera le monyang bo ka fokotsa nako ea ho fetisetsa carrier, kahoo bandwidth e kholo e ka fumanoa. Leha ho le joalo, ka nako e ts'oanang, e le hore ho fumanoe 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 e ajoang (DBR) e etselitsoe tlase le holimo ho sesebelisoa. Seipone sa DBR se na le mefuta e 'meli ea thepa e 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 bo kopana le bolelele ba leseli la ketsahalo ea 1/4 ho semiconductor. Sebopeho sa resonator sa detector se ka fihlela litlhoko tsa lebelo, botenya ba lera la ho monya bo ka etsoa bo bobebe haholo, 'me katleho ea quantum ea elektrone ea eketseha kamora ho bonahatsa ka makhetlo a 'maloa.
(6) Sebopeho sa tataiso ea maqhubu a kopantsoeng ka bohale (WG-APD)
Tharollo e 'ngoe ea ho rarolla khanyetsano ea liphello tse fapaneng tsa botenya ba lera la ho monya lebelo la sesebelisoa le katleho ea quantum ke ho hlahisa sebopeho sa waveguide se kopantsoeng ka bohale. Sebopeho sena se kena leseling ho tsoa lehlakoreng, hobane lera la ho monya 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 lesesaane haholo, ho fokotsa nako ea ho fetisetsa carrier. Ka hona, sebopeho sena se rarolla ho itšetleha ho fapaneng ha bandwidth le katleho botenya ba lera la ho monya, 'me ho lebelletsoe hore se fihlelle APD ea sekhahla se phahameng le katleho e phahameng ea quantum. Ts'ebetso ea WG-APD e bonolo ho feta ea RCE APD, e felisang ts'ebetso e rarahaneng ea ho lokisa seipone sa DBR. Ka hona, e ka khoneha haholoanyane tšimong e sebetsang 'me e loketse khokahano e tloaelehileng ea optical plane.
3. Qetello
Nts'etsopele ea lehloa le thellangsesebelisoa sa ho lemoha fotoLisebelisoa le lisebelisoa lia hlahlojoa. Sekhahla sa ionization ea ho thulana ha lielektrone le masoba a thepa ea InP se batla se tšoana le sa InAlAs, e leng se lebisang ts'ebetsong e habeli ea li-symbions tse peli tsa bajari, e leng se etsang hore ho hahoa ha avalanche nako e telele le lerata le eketsehe. Ha ho bapisoa le lisebelisoa tse hloekileng tsa InAlAs, mehaho ea liliba tsa quantum tsa InGaAs (P) /InAlAs le In (Al) GaAs/InAlAs li na le karolelano e eketsehileng ea li-coefficients tsa ionization ea ho thulana, kahoo ts'ebetso ea lerata e ka fetoloa haholo. Mabapi le sebopeho, sebopeho sa resonator enhanced (RCE) SAGCM le sebopeho sa waveguide se kopantsoeng ka bohale (WG-APD) li ntlafalitsoe ho rarolla likhohlano tsa litlamorao tse fapaneng tsa botenya ba lera la ho monya lebelo la sesebelisoa le katleho ea quantum. Ka lebaka la ho rarahana ha ts'ebetso, ts'ebeliso e felletseng ea libopeho tsena tse peli e hloka ho hlahlojoa haholoanyane.
Nako ea poso: Pulungoana-14-2023