אַבסטראַקט: די גרונט סטרוקטור און ארבעטן פּרינציפּ פון לאַווינע © פאָאָדעטטאָר (APD PhotoDetorדי עוואָלוטיאָן פּראָצעס פון די עוואָלוציע פון די מיטל סטרוקטור איז אַנאַלייזד, די קראַנט פאָרשונג סטאַטוס איז סאַמערייזד, און די צוקונפֿט אַנטוויקלונג פון אַפּד איז פּראָספּעקטיוולי געלערנט.
1. הקדמה
א פאָטאָדעטעקטאָר איז אַ מיטל וואָס קאַנווערץ ליכט סיגנאַלז אין עלעקטריקאַל סיגנאַלז. אין אSemicondector Phodetetor, די פאָטאָ-דזשענערייטאַד טרעגער יקסייטאַד דורך די אינצידענט פאָטאָן גייט אריין די פונדרויסנדיק קרייַז אונטער די געווענדט פאָרורטאַגע און פארמען אַ מעזשעראַבאַל פאָטאָקוררענט. אפילו מאַקסימום ריספּאַנסיוונאַס, אַ שפּילקע פאָטאָדיאָדע קענען בלויז פּראָדוצירן אַ פּאָר פון עלעקטראָן-לאָך פּערז אין רובֿ, וואָס איז אַ מיטל אָן ינערלעך געווינען. אַ לאַפּאַסיוונאַס, אַ לאַוויאַנטשע פאָטאָדיאָדע (APD) קענען זיין געוויינט. די קאַנסטראַקשאַן פון APD אויף פאָטאָקוררענט איז באזירט אויף די ייאַנאַזיישאַן צונויפשטויס ווירקונג. אונטער זיכער טנאָים, די אַקסעלערייטיד עלעקטראָנס און האָלעס קענען באַקומען גענוג ענערגיע צו קאַלייד מיט די לאַטאַס צו פּראָדוצירן אַ נייַע פּאָר פון עלעקטראָן-לאָך פּערז. דער פּראָצעס איז אַ קייט אָפּרוף, אַזוי אַז די פּאָר פון עלעקטראָן-לאָך פּערז דזשענערייטאַד דורך ליכט אַבזאָרפּשאַן קענען פּראָדוצירן אַ גרויס נומער פון עלעקטראָן-לאָך פּערז און פאָרעם אַ גרויס צווייטיק פאָטאָקוררענט. דעריבער, APD האט אַ הויך ריספּאַנסיוונאַס און ינערלעך געווינען, וואָס ימפּרוווז די סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש פון די מיטל. דיפּרעסד וועט דער הויפּט געוויינט אין לאַנג-ווייַטקייט אָדער קלענערער אָפּטיש פיטער ס פיברע קאָמוניקאַציע סיסטעמען מיט אנדערע לימיטיישאַנז אויף די באקומען אָפּטיש מאַכט. דערווייַל, פילע אָפּטיש דיווייסיז עקספּערץ זענען זייער אָפּטימיסטיש וועגן די פּראַספּעקס פון די פּראַפּאָוז, און גלויבן אַז די פאָרשונג פון די פיייק איז נייטיק צו פאַרבעסערן די ינטערנאַטיאָנאַל קאַמפּעטיטיווניס פון פֿאַרבונדענע פעלדער.
2. טעכניש אַנטוויקלונג פוןלאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר(APD PhotoDetor)
2.1 מאַטעריאַלס
(1)SI PhotoDector
סי מאַטעריאַל טעכנאָלאָגיע איז אַ דערוואַקסן טעכנאָלאָגיע וואָס איז וויידלי געניצט אין דעם פעלד פון מיקראָוילעקטראָניק, אָבער עס איז נישט פּאַסיק פֿאַר דער צוגרייטונג פון דיווייסאַז אין די ווייוולענגט קייט פון 1.31mm.
(2) GE
כאָטש די ספּעקטראַל ענטפער פון אַרד איז פּאַסיק פֿאַר די באדערפענישן פון נידעריק אָנווער און נידעריק דיספּערזשאַן אין אָפּטיש פיברע טראַנסמיסיע, עס זענען גרויס שוועריקייטן אין דער צוגרייטונג פּראָצעס. אין די עלעקטראָן און לאָך ייאַנאַזיישאַן קורס פאַרהעלטעניש איז נאָענט צו () 1, אַזוי עס איז שווער צו צוגרייטן הויך-פאָרשטעלונג אַפּד דעוויסעס.
(3) IN0.538 G0.47as / INP
עס איז אַן עפעקטיוו אופֿן צו סעלעקטירן in0.538go0.47as ווי די ליכט אַבזאָרפּשאַן שיכטע פון APD און INP ווי די מאַלטאַפּלייער שיכטע. די אַבזאָרפּשאַן שפּיץ פון IN0.538 G0.47as איז 1.65 מם, 1.31 מם, 1.552 מם ווייוולענגט איז וועגן 104 קם-1 הויך אַבזאָרפּשאַן קאָואַפישאַנט, וואָס איז די בילכער מאַטעריאַל פֿאַר פאָרשטעלן.
(4)Ingaas Photodetor/ איןפאָטאָדעטטער
דורך סאַלעקטינג ינגאַאַספּעטן ווי די ליכט אַבזאָרבינג שיכטע און ינפּ ווי די מאַלטאַפּלייער שיכטע, אַפּד מיט אַ ענטפער ווייוולענגט פון 1-1.4 מם, הויך קוואַנטום עפעקטיווקייַט, נידעריק פינצטער קראַנט און הויך וואַליאַנטשינג געווינען קענען זיין צוגעגרייט. דורך סעלעקטינג פאַרשידענע צומיש קאַמפּאָונאַנץ, דער בעסטער פאָרשטעלונג פֿאַר ספּעציפיש ווייוולענגט איז אַטשיווד.
(5) ינגאַאַס / ינאַלאַס
IN0.52al 0.48as האט אַ באַנדע ריס (1.47e) און איז נישט אַרייַנציען ביי די ווייוולענגט צווישן 1.55 מם. עס זענען זאָגן אַז דין IP0.52al0.48as יפּאַקסיאַל שיכטע קענען באַקומען בעסער געווינס קעראַקטעריסטיקס ווי אַ קייפל ווי אַ קייפל ווי אַ קייפל ווי אַ קייפל.
(6)
די פּראַל ייאַנאַזיישאַן קורס פון מאַטעריאַלס איז אַ וויכטיק פאַקטאָר וואָס ווירקן די פאָרשטעלונג פון אַפּד. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די צונויפשטויס ייאַנאַזיישאַן קורס פון די מאַלטאַפּלייער שיכטע קענען זיין ימפּרוווד דורך ינטראָודוסינג ינגאַאַס (פּ) / ינאַלאַס און אין (al) Gaas Superlattice סטראַקטשערז. מיט די סופּערלאַטטי סטרוקטור, די באַנדע ינזשעניעריע קענען אַרטאַפישאַלי קאָנטראָלירן די אַסיממעטריק באַנדע ברעג דיסקאַנטיניואַטי צווישן די קאַנדאַקשאַן באַנדע וואַליועס און ינטראַדאַקשאַן באַנד דיסקאַנטיניואַטי פון די קאַנדאַקשאַן באַנדע און די קאַנדאַקשאַן באַנד דיסקאַנטיניואַטי (δec >> δev). קאַמפּערד מיט ינגאַאַס פאַרנעם מאַטעריאַלס, ינגאַאַס / ינאַלאַס קוואַנטום געזונט עלעקטראָן ייאַנאַזיישאַן קורס (אַ) איז באטייטיק געוואקסן, און עלעקטראָנס און האָלעס באַקומען עקסטראַ. רעכט צו δec >> δv, עס קענען זיין געריכט אַז די ענערגיע פארמאגט דורך עלעקטראָנס ינקריסאַז די עלעקטראָן ייאַנאַזיישאַן קורס פיל מער ווי די ביישטייַט פון לאָך ענערגיע צו לאָך ייאַנאַזיישאַן קורס (ב). די פאַרהעלטעניש (ק) פון עלעקטראָן ייאַנאַזיישאַן קורס צו לאָך ייאַנאַזיישאַן קורס ינקריסיז. דעריבער, הויך-באַנדווידט פּראָדוקט (גבוו) און נידעריק ראַש פאָרשטעלונג קענען זיין באקומען דורך אַפּלייינג סופּערלאַטאַס סטראַקטשערז. אָבער, עס ינגאַאַס / ינאַלאַס קוואַנטום געזונט סטרוקטור אַפּד, וואָס קענען פאַרגרעסערן די ק ווערט, איז שווער צו צולייגן צו אָפּטיש ריסיווערז. דאָס איז ווייַל די מאַלטאַפּלייער פאַקטאָר וואָס אַפעקץ די מאַקסימום ריספּאַנסיוונאַס איז לימיטעד דורך די טונקל קראַנט, נישט די מאַלטאַפּלייער ראַש. אין דעם סטרוקטור, די טונקל קראַנט געפֿירט דורך די טאַננעלינג ווירקונג פון די ינגראַאַס געזונט שיכטע מיט אַ שמאָל באַנד ריס, אַזוי די אַכזוסט פון אַ ברייט-באַנדאַל ריס ווערטער, אַנשטאָט פון ינגאַאַס, אַנשטאָט פון ינגאַאַס ווי די קוואַנטום איז געזונט סטרוקטור קענען פאַרשטיקן די קוואַנטום.
פּאָסטן צייט: נאוועמבער 13-2023