באַנדווידט און רעספּאָנסיוונאַס פון פאָטאָדעטעקטאָר

באַנדווידט און רעספּאָנסיוונאַס פוןפאָטאָדעטעקטאָר
ווען איר קלייבטInGaAs פאָטאָדעטעקטאָר, יעדער וויל די זעלבע ספעציפיקאציעס: באנדווידט העכער 10 גיגא"ץ און רעאקציע-קראפט העכער 0.9 א/וואט. נאכדעם וואס איך האב דורכגעבלעטערט דעם דאטן מאנואל, האב איך געפונען אז די צוויי נומערן ערשיינען קיינמאל נישט אויף דער זעלבער אפאראט. די הויך באנדווידט רעאקציע-קראפט איז נאר 0.5 א/וואט אדער נאך נידעריגער, און די הויך רעאקציע-קראפט איז נאר א פאר הונדערט מגה"ץ. דאס איז נישט קיין טעכנישע פראבלעם מיטן פאבריקאנט – באנדווידט און רעאקציע-קראפט זענען אינהערענט קעגנזאגליך אין פיזיק, און מען קען עס נישט האבן ביידע וועגן.
באַנדברייט און רעספּאָנסיוויטי זענען אַן איינגעבוירענע פיזישע קעגנזאץ, וואָס שטאַמט פֿון דעם קריטישן פּאַראַמעטער פֿון דער גרעב פֿון דער אַבזאָרפּציע שיכט. פֿאַרגרעסערן די גרעב פֿון דער אַבזאָרפּציע שיכט קען פֿאַרבעסערן קוואַנטום עפֿעקטיווקייט (דערמיט פֿאַרשטאַרקן די רעספּאָנסיוויטי), אָבער עס וועט פֿאַרלענגערן די טראַנזיט צייט פֿון די לאָד טרעגער (דערמיט רעדוצירן די באַנדברייט); פֿאַרקערט. דעריבער, אין דעם פּלאַן פֿון אַ נאָרמאַלן PIN פֿאָטאָדעטעקטאָר, קענען די צוויי נישט דערגרייכט ווערן גלײַכצײַטיק און מען מוז מאַכן אַ קאָמפּראָמיס.
אינדוסטריע דורכברוך פּלאַן:
דער אַרטיקל שטעלט פֿאָר דרײַ הויך-קוואַליטעט טעכנאָלאָגישע לייזונגען וואָס האָבן צום ציל צו דורכברעכן דעם קעגנזאַץ:
וועווגייד טיפ דעטעקטאָר (WGPD): דעקאַפּלט די פאַרשפּרייטונג ריכטונג פון ליכט פון דער דריפט ריכטונג פון אָפּצאָל טרעגער, און קען דערגרייכן הויך באַנדווידט (>40 GHz) און הויך רעספּאָנסיוויטי (>0.9 A/W) סיימאַלטייניאַסלי, אָבער דער פּראָצעס איז קאָמפּלעקס און די קאָסטן איז הויך.
יונידירעקשאַנאַל טרעגער טראַנספּאָרט פאָטאָדעטעקטאָר (UTC-PD): ניצנדיק נאָר הויך-גיכקייט עלעקטראָנען פֿאַר דריפט, עלימינירנדיק די טראַנזיט צייט לימיטאַציע פון ​​נידעריק-גיכקייט לעכער, קען עס דערגרייכן גאָר הויך באַנדווידט (>100 GHz) און ווערט אָפט געניצט אין הויך-גיכקייט קאָמוניקאַציע און טעראַהערץ פעלדער.
רעזאָנאַנט קאַוואַטי פֿאַרשטאַרקטער פֿאָטאָדעטעקטאָר (RCE): ניצנדיק אַן אָפּטישע רעזאָנאַנט קאַוואַטי צו פֿאַרבעסערן ליכט אַבזאָרפּציע אין אַ דין אַבזאָרפּציע שיכט, קען עס פֿאַרבעסערן קוואַנטום עפֿיקאַסי בשעתן אויפֿהאַלטן אַ הויכע באַנדברייט, אָבער די אָפּערירן באַנדברייט (ספּעקטראַל קייט) איז זייער שמאָל.
פֿאָרשלאָגן פֿאַר פּראָיעקט אויסוואַל:
קלארשטעלן די פּריאָריטעט פון די באדערפענישן: ערשטנס, באַשטימען די מינימום באַנדווידט באדערפענישן פֿאַר די פאָטאָדעטעקטאָר באַזירט אויף די סיסטעם סיגנאַל באַנדווידט (מיט אַ מאַרדזשין פון 3 מאָל), און דערנאָך סעלעקטירן דעם מאָדעל מיט די העכסטע רעספּאָנסיוונאַס אונטער דעם צושטאַנד.
באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו סיסטעם לעוועל אינדיקאַטאָרן: ווען מען עוואַלויִרט פאָטאָדעטעקטאָר, זאָל מען באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו ראַש עקוויוואַלענט מאַכט (NEP) און סיסטעם סענסיטיוויטי, נישט נאָר רעספּאָנסיוויטי, ווייל הויך רעספּאָנסיוויטי קען זיין באַגלייט מיט הויך ראַש.
באַטראַכטןAPD פאָטאָדעטעקטאָראין נידעריק-מאַכט סצענאַרן: ווען די אינצידענט ליכט מאַכט איז זייער נידעריק (אַזאַ ווי <-30 dBm), קען דער אינערלעכער געווינס פון אַוואַלינע פאָטאָדיאָד (APD פאָטאָדעטעקטאָר) ווערן גענוצט צו קאָמפּענסירן פֿאַר דעם מאַנגל אין רעספּאָנסיוונאַס, אָבער מען זאָל באַצאָלן ופֿמערקזאַמקייט צו זיין איבעריקן ראַש.
אויסקלויבן WGPD מיט הויכע באדערפענישן און הויכן בודזשעט: ווען די סיסטעם פארלאנגט סיי הויכע באנדווידט (>20 GHz) און הויכע רעאקציעס (>0.8 A/W), קענען סטאנדארט PIN דעטעקטאָרן נישט מקיים זיין די באדערפענישן, און וועיווגייד טיפ דעטעקטאָרן (WGPD) זאלן גלייך באטראכט ווערן.
מסקנא:
די באַנדווידט רעספּאָנסיוויטי קאָמפּראָמיס פון סטאַנדאַרטפּין פאָטאָדעטעקטאָראיז אַן איינגעבוירענע פיזישע באגרענעצונג. כּדי באמת דורכצוברעכן דאָס, איז נויטיק כידעש אין דער סטרוקטור פון דיווייס, כּדי פיזיש אָפּצוטיילן דעם ליכט-אַבסאָרפּציע-וועג פֿון דעם טרעגער-טראַנזיט-וועג. הויך-ענד לייזונגען האָבן אַן אויסגעצייכנטע פאָרשטעלונג אָבער הויכע קאָסטן, אַזוי אין אינזשעניריע-פּראַקטיק איז עס נאָך אַלץ נויטיק צו מאַכן אַ קאָמפּראָמיס צווישן ספּעציפֿישע אַפּליקאַציע-סצענאַרן, פאָרשטעלונג-פאָדערונגען און בודזשעטן.