Ka'ida da halin da ake ciki a yanzuna'urar gano ambaliyar ruwa (na'urar gano hoto ta APD) Kashi na Biyu
2.2 Tsarin guntu na APD
Tsarin guntu mai ma'ana shine garantin asali na na'urori masu aiki mai kyau. Tsarin tsarin APD galibi yana la'akari da daidaitaccen lokaci na RC, kama rami a wurare daban-daban, lokacin jigilar kaya ta hanyar yankin raguwa da sauransu. An taƙaita ci gaban tsarinsa a ƙasa:
(1) Tsarin asali
Tsarin APD mafi sauƙi ya dogara ne akan PIN photodiode, yankin P da yankin N suna da yawan allurar rigakafi, kuma ana gabatar da yankin N-type ko P-type mai hana ruwa biyu a yankin P ko yankin N da ke maƙwabtaka don samar da electrons na biyu da nau'ikan ramuka, don cimma haɓakar hasken wutar lantarki na farko. Ga kayan jerin InP, saboda ƙimar ionization na tasirin rami ya fi ƙimar ionization na tasirin electron, yankin riba na doping na nau'in N yawanci ana sanya shi a yankin P. A cikin yanayi mai kyau, ramuka ne kawai ake sakawa a yankin riba, don haka ana kiran wannan tsarin tsarin allurar rami.
(2) Sha da riba suna bambanta
Saboda faffadan gibin da ke cikin InP (InP shine 1.35eV kuma InGaAs shine 0.75eV), yawanci ana amfani da InP azaman kayan yankin riba da InGaAs azaman kayan yankin sha.
(3) An gabatar da tsarin sha, gradient da gain (SAGM) bi da bi
A halin yanzu, yawancin na'urorin APD na kasuwanci suna amfani da kayan InP/InGaAs, InGaAs a matsayin Layer na sha, InP a ƙarƙashin babban filin lantarki (>5x105V/cm) ba tare da lalacewa ba, ana iya amfani da shi azaman kayan yankin riba. Don wannan kayan, ƙirar wannan APD ita ce tsarin zaftarewar ƙasa yana samuwa a cikin InP na nau'in N ta hanyar karo na ramuka. Idan aka yi la'akari da babban bambanci a cikin rata tsakanin InP da InGaAs, bambancin matakin kuzari na kusan 0.4eV a cikin band ɗin valence yana sa ramukan da aka samar a cikin lay ɗin sha na InGaAs sun toshe a gefen heterojunction kafin su isa lay ɗin mai ninka InP kuma saurin ya ragu sosai, wanda ke haifar da dogon lokacin amsawa da ƙarancin bandwidth na wannan APD. Ana iya magance wannan matsalar ta hanyar ƙara lay ɗin canzawa na InGaAsP tsakanin kayan biyu.
(4) An gabatar da tsarin sha, gradient, charge da gain (SAGCM) bi da bi
Domin ƙara daidaita rarraba filin lantarki na layin sha da kuma layin riba, an shigar da layin caji cikin ƙirar na'urar, wanda ke inganta saurin na'urar da amsawa sosai.
(5) Tsarin SAGCM mai inganta siginar sauti (RCE)
A cikin tsarin da aka tsara a sama na na'urorin gano abubuwa na gargajiya, dole ne mu fuskanci gaskiyar cewa kauri na Layer sha abu ne mai karo da juna ga saurin na'urar da ingancin quantum. Kauri siririn Layer sha na iya rage lokacin jigilar kaya, don haka ana iya samun babban bandwidth. Duk da haka, a lokaci guda, don samun ingantaccen quantum, Layer sha yana buƙatar samun isasshen kauri. Maganin wannan matsala na iya zama tsarin resonant cave (RCE), wato, an tsara Bragg Reflector (DBR) a ƙasa da saman na'urar. Madubin DBR ya ƙunshi nau'ikan kayan aiki guda biyu tare da ƙarancin refractive index da babban refractive index a cikin tsari, kuma biyun suna girma a madadin juna, kuma kauri na kowane Layer ya cika da tsawon hasken da ya faru 1/4 a cikin semiconductor. Tsarin resonator na na'urar gano abubuwa zai iya biyan buƙatun gudu, ana iya sa kauri na Layer sha ya zama siriri sosai, kuma ingancin quantum na electron yana ƙaruwa bayan tunani da yawa.
(6) Tsarin jagorar raƙuman ruwa mai haɗin baki (WG-APD)
Wata mafita don magance sabanin tasirin daban-daban na kauri na shaye-shaye akan saurin na'ura da ingancin quantum shine gabatar da tsarin jagorar igiyar ruwa mai hade da gefe. Wannan tsari yana shiga haske daga gefe, saboda layin sha yana da tsayi sosai, yana da sauƙin samun ingantaccen quantum, kuma a lokaci guda, ana iya sanya layin shaye-shaye ya zama siriri sosai, wanda ke rage lokacin jigilar mai ɗaukar kaya. Saboda haka, wannan tsari yana magance dogaro daban-daban na bandwidth da inganci akan kauri na layin shaye-shaye, kuma ana sa ran zai cimma babban inganci da babban APD. Tsarin WG-APD ya fi na RCE APD sauƙi, wanda ke kawar da tsarin shiri mai rikitarwa na madubin DBR. Saboda haka, ya fi yiwuwa a fagen aiki kuma ya dace da haɗin gani na jirgin sama na gama gari.
3. Kammalawa
Ci gaban dusar ƙanƙarana'urar gano hotoAn sake duba kayan aiki da na'urori. Yawan karo na ionization na kayan InP da electron da ramin lantarki suna kusa da na InAlAs, wanda ke haifar da tsari biyu na symbions masu ɗaukar kaya guda biyu, wanda ke sa ginin zaftarewar ruwa ya daɗe kuma hayaniyar ta ƙaru. Idan aka kwatanta da kayan InAlAs masu tsarki, tsarin rijiyar quantum na InGaAs (P) /InAlAs da In (Al) GaAs/InAlAs suna da ƙarin rabo na haɗakar ionization, don haka ana iya canza aikin hayaniya sosai. Dangane da tsari, an haɓaka tsarin SAGCM mai haɓaka resonator (RCE) da tsarin jagora mai haɗin baki (WG-APD) don magance saɓani na tasirin daban-daban na kauri na Layer sha akan saurin na'ura da ingancin quantum. Saboda sarkakiyar tsarin, ana buƙatar ƙarin bincike kan cikakken aikace-aikacen waɗannan tsare-tsare guda biyu.
Lokacin Saƙo: Nuwamba-14-2023