Abstract: Ny rafitra fototra sy ny fitsipiky ny fiasan'ny avalanche photodetector (APD photodetector) dia ampidirina, anadihadiana ny fizotry ny fivoaran'ny firafitry ny fitaovana, fintinina ny satan'ny fikarohana amin'izao fotoana izao, ary ny fivoaran'ny APD amin'ny ho avy dia ianarana.
1. Fampidirana
Ny photodetector dia fitaovana iray mamadika famantarana mazava ho famantarana elektrika. Ao amin'ny asemiconductor photodetector, Ny mpitatitra vokarin'ny sary mientanentana amin'ny zava-nitranga photon dia miditra ao amin'ny faritra ivelany eo ambanin'ny voltase mitongilana ampiharina ary mamorona photocurrent azo refesina. Na dia amin'ny famaliana ambony indrindra aza, ny photodiode PIN dia tsy afaka mamokatra pairs roa fotsiny amin'ny lavaka elektronika, izay fitaovana tsy misy tombony anatiny. Ho an'ny fandraisana andraikitra bebe kokoa dia azo ampiasaina ny avalanche photodiode (APD). Ny fiantraikan'ny amplification ny APD amin'ny photocurrent dia mifototra amin'ny vokatry ny fifandonan'ny ionization. Amin'ny toe-javatra sasany, ny elektrôna sy ny loaka haingana dia afaka mahazo angovo ampy mba hifandona amin'ny mason-tsivana mba hamokatra mpivady mpivady-lavaka vaovao. Ity dingana ity dia fanehoan-kevitra rojo, ka ny mpivady ny electron-lavaka tsiroaroa vokarin'ny hazavana absorption dia afaka mamokatra be dia be ny electron-lavaka tsiroaroa ary mamorona lehibe faharoa photocurrent. Noho izany, ny APD dia manana valiny avo lenta sy tombony anatiny, izay manatsara ny tahan'ny signal-to-noise an'ny fitaovana. Ny APD dia ampiasaina indrindra amin'ny rafi-pifandraisana fibre optika lavitr'ezaka na kely kokoa miaraka amin'ny fetra hafa amin'ny hery optika azo. Amin'izao fotoana izao, maro ireo manam-pahaizana momba ny fitaovana optika no tena be fanantenana momba ny fahatsinjovan'ny APD, ary mino fa ilaina ny fikarohana ny APD mba hanatsarana ny fifaninanana iraisam-pirenena amin'ny sehatra mifandraika.
2. Fampandrosoana ara-teknika nyavalanche photodetector(APD photodetector)
2.1 Fitaovana
(1)Ny photodetector
Ny teknolojia ara-nofo Si dia teknolojia matotra izay ampiasaina betsaka amin'ny sehatry ny microelectronics, saingy tsy mety amin'ny fanomanana fitaovana amin'ny halavan'ny onjam-peo 1.31mm sy 1.55mm izay ekena amin'ny ankapobeny eo amin'ny sehatry ny fifandraisana optika.
(2) Ge
Na dia mety amin'ny fepetra takian'ny fatiantoka ambany sy ny fiparitahan'ny fibre optika aza ny valin'ny Ge APD, dia misy fahasarotana lehibe amin'ny fizotry ny fanomanana. Ankoatr'izay, ny tahan'ny tahan'ny ionization elektronika sy ny lavaka dia manakaiky ny () 1, noho izany dia sarotra ny manomana fitaovana APD avo lenta.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
Izany dia fomba mahomby hisafidianana In0.53Ga0.47As ho toy ny sosona fisoronana hazavana amin'ny APD sy InP ho sosona multiplier. Ny tampon'ny absorption ny fitaovana In0.53Ga0.47As dia 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm halavan'ny onjam dia eo amin'ny 104cm-1 avo absorption coefficient, izay ny fitaovana tiana ho an'ny absorption sosona ny hazavana detector amin'izao fotoana izao.
(4)InGaAs photodetector/Inphotodetector
Amin'ny alàlan'ny fisafidianana ny InGaAsP ho toy ny sosona mitroka hazavana ary InP ho sosona multiplier, APD miaraka amin'ny halavan'ny onjam-valin'ny 1-1.4mm, ny fahombiazan'ny quantum avo, ny ankehitriny maizina ambany ary ny fahazoana avalanche avo dia azo omanina. Amin'ny alàlan'ny fifantenana ireo singa firaka samihafa, dia tratra ny fampisehoana tsara indrindra ho an'ny halavan'ny onjam-peo manokana.
(5)InGaAs/InAlAs
Ny fitaovana In0.52Al0.48As dia manana banga tarika (1.47eV) ary tsy mitroka amin'ny halavan'ny onjam-peo 1.55mm. Misy porofo fa ny sosona epitaxial In0.52Al0.48As manify dia afaka mahazo toetra tsara kokoa noho ny InP ho sosona multiplicator eo ambanin'ny toetry ny tsindrona elektronika madio.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs ary InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Ny tahan'ny ionization ny akora dia singa manan-danja iray misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny APD. Ny vokatra dia mampiseho fa ny tahan'ny ionization fifandonan'ny sosona multiplier dia azo hatsaraina amin'ny fampidirana InGaAs (P) / InAlAs sy In (Al) GaAs / InAlAs rafitra superlattice. Amin'ny fampiasana ny rafitra superlattice, ny injeniera tarika dia afaka mifehy amin'ny fomba artifisialy ny tsy fitovian'ny sisin'ny tarika asymmetrika eo amin'ny tarika conduction sy ny soatoavin'ny tarika valence, ary miantoka fa ny tsy fitovian'ny tarika conduction dia lehibe lavitra noho ny tsy fitovian'ny tarika valence (ΔEc>> ΔEv). Raha ampitahaina amin'ny fitaovana betsaka InGaAs, ny InGaAs/InAlAs quantum well electron ionization rate (a) dia nitombo be, ary ny elektronika sy ny lavaka dia mahazo angovo fanampiny. Noho ny ΔEc>>ΔEv, dia azo antenaina fa ny angovo azo amin'ny elektrôna dia mampitombo ny tahan'ny ionization elektronika mihoatra lavitra noho ny fandraisan'ny angovo lavaka amin'ny tahan'ny ionization lavaka (b). Mitombo ny tahan'ny (k) ny tahan'ny ionization elektronika amin'ny tahan'ny ionization lavaka. Noho izany, ny vokatra avo lenta-bandwidth (GBW) sy ny tabataba ambany dia azo atao amin'ny fampiharana ireo rafitra superlattice. Na izany aza, ity InGaAs / InAlAs quantum well structure APD ity, izay afaka mampitombo ny sanda k, dia sarotra ny mihatra amin'ny mpandray optika. Izany dia satria ny anton-javatra multiplier izay misy fiantraikany amin'ny famaliana ambony indrindra dia voafetra amin'ny alàlan'ny maizina, fa tsy ny tabataba be. Amin'ity rafitra ity, ny rivo-maizin'ny maizina dia vokatry ny fiantraikan'ny tonelina amin'ny sosona lavadrano InGaAs miaraka amin'ny elanelana tery kely, noho izany ny fampidirana ny gap quaternary firaka midadasika, toy ny InGaAsP na InAlGaAs, fa tsy ny InGaAs ho sosona lavadrano. Ny firafitry ny lavadrano quantum dia afaka manafoana ny riandrano maizina.
Fotoana fandefasana: Nov-13-2023