একক ফোটনInGaAs ফটোডিটেক্টর
LiDAR-এর দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে,আলো সনাক্তকরণস্বয়ংক্রিয় যানবাহন ট্র্যাকিং ইমেজিং প্রযুক্তির জন্য ব্যবহৃত প্রযুক্তি এবং বিস্তৃত প্রযুক্তিরও উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, ঐতিহ্যবাহী কম আলো সনাক্তকরণ প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত ডিটেক্টরের সংবেদনশীলতা এবং সময় রেজোলিউশন প্রকৃত চাহিদা পূরণ করতে পারে না। একক ফোটন হল আলোর ক্ষুদ্রতম শক্তি একক, এবং একক ফোটন সনাক্তকরণের ক্ষমতা সম্পন্ন ডিটেক্টর হল কম আলো সনাক্তকরণের চূড়ান্ত হাতিয়ার। InGaAs এর সাথে তুলনা করা হয়েছেAPD ফটোডিটেক্টর, InGaAs APD ফটোডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে একক-ফোটন ডিটেক্টরগুলির প্রতিক্রিয়া গতি, সংবেদনশীলতা এবং দক্ষতা বেশি। অতএব, IN-GAAS APD ফটোডিটেক্টর একক ফোটন ডিটেক্টরগুলির উপর দেশে এবং বিদেশে একাধিক গবেষণা করা হয়েছে।
ইতালির মিলান বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা প্রথমে একটি একক ফোটনের ক্ষণস্থায়ী আচরণ অনুকরণ করার জন্য একটি দ্বি-মাত্রিক মডেল তৈরি করেছিলেন।তুষারপাতের ফটোডিটেক্টর১৯৯৭ সালে, এবং একটি একক ফোটন অ্যাভালানচ ফটোডিটেক্টরের ক্ষণস্থায়ী বৈশিষ্ট্যের সংখ্যাসূচক সিমুলেশন ফলাফল প্রদান করে। তারপর ২০০৬ সালে, গবেষকরা MOCVD ব্যবহার করে একটি সমতল জ্যামিতিকInGaAs APD ফটোডিটেক্টরএকক ফোটন ডিটেক্টর, যা প্রতিফলিত স্তর হ্রাস করে এবং ভিন্নধর্মী ইন্টারফেসে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি করে একক-ফোটন সনাক্তকরণ দক্ষতা 10% এ বৃদ্ধি করেছে। 2014 সালে, জিঙ্ক ডিফিউশন অবস্থার আরও উন্নতি করে এবং উল্লম্ব কাঠামো অপ্টিমাইজ করে, একক-ফোটন ডিটেক্টরের সনাক্তকরণ দক্ষতা 30% পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে এবং প্রায় 87 ps এর টাইমিং জিটার অর্জন করে। 2016 সালে, SANZARO M এবং অন্যান্যরা InGaAs APD ফটোডিটেক্টর সিঙ্গেল-ফোটন ডিটেক্টরকে একটি মনোলিথিক ইন্টিগ্রেটেড রেজিস্টারের সাথে একীভূত করেছেন, ডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে একটি কম্প্যাক্ট একক-ফোটন কাউন্টিং মডিউল ডিজাইন করেছেন এবং একটি হাইব্রিড কোয়েঞ্চ পদ্ধতি প্রস্তাব করেছেন যা উল্লেখযোগ্যভাবে তুষারপাতের চার্জ হ্রাস করেছে, যার ফলে পোস্ট-পালস এবং অপটিক্যাল ক্রসটক হ্রাস পেয়েছে এবং টাইমিং জিটার 70 ps এ হ্রাস পেয়েছে। একই সময়ে, অন্যান্য গবেষণা গোষ্ঠীগুলিও InGaAs APD এর উপর গবেষণা চালিয়েছে।ফটোডিটেক্টরএকক ফোটন ডিটেক্টর। উদাহরণস্বরূপ, প্রিন্সটন লাইটওয়েভ সমতল কাঠামো সহ InGaAs/InPAPD একক ফোটন ডিটেক্টর ডিজাইন করেছে এবং এটি বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহার করেছে। সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনিক্যাল ফিজিক্স APD ফটোডিটেক্টরের একক-ফোটন কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করেছে জিঙ্ক ডিপোজিট অপসারণ এবং ক্যাপাসিটিভ ব্যালেন্সড গেট পালস মোড ব্যবহার করে 1.5 MHz পালস ফ্রিকোয়েন্সিতে 3.6 × 10 ⁻⁴/ns ডার্ক কাউন্ট সহ। জোসেফ পি এবং অন্যান্যরা বৃহত্তর ব্যান্ডগ্যাপ সহ মেসা স্ট্রাকচার InGaAs APD ফটোডিটেক্টর সিঙ্গেল ফোটন ডিটেক্টর ডিজাইন করেছেন এবং সনাক্তকরণ দক্ষতাকে প্রভাবিত না করে কম ডার্ক কাউন্ট পেতে শোষণকারী স্তর উপাদান হিসাবে InGaAsP ব্যবহার করেছেন।
InGaAs APD ফটোডিটেক্টর সিঙ্গেল ফোটন ডিটেক্টরের অপারেটিং মোড হল ফ্রি অপারেশন মোড, অর্থাৎ, APD ফটোডিটেক্টরকে তুষারপাতের পরে পেরিফেরাল সার্কিটটি নিভিয়ে ফেলতে হয় এবং কিছু সময়ের জন্য নিভিয়ে ফেলার পরে পুনরুদ্ধার করতে হয়। নিভিয়ে ফেলার বিলম্বের সময়ের প্রভাব কমাতে, এটিকে মোটামুটি দুটি ভাগে ভাগ করা হয়েছে: একটি হল নিভিয়ে ফেলার জন্য প্যাসিভ বা সক্রিয় নিভিয়ে ফেলার সার্কিট ব্যবহার করা, যেমন R Thew দ্বারা ব্যবহৃত সক্রিয় নিভিয়ে ফেলার সার্কিট ইত্যাদি। চিত্র (a), (b) হল ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণ এবং সক্রিয় নিভিয়ে ফেলার সার্কিট এবং APD ফটোডিটেক্টরের সাথে এর সংযোগের একটি সরলীকৃত চিত্র, যা গেটেড বা ফ্রি রানিং মোডে কাজ করার জন্য তৈরি করা হয়েছে, যা পূর্বে অবাস্তব পোস্ট-পালস সমস্যা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। তদুপরি, 1550 nm এ সনাক্তকরণ দক্ষতা 10%, এবং পোস্ট-পালসের সম্ভাবনা 1% এরও কম হয়ে যায়। দ্বিতীয়টি হল বায়াস ভোল্টেজের স্তর নিয়ন্ত্রণ করে দ্রুত নিভিয়ে ফেলা এবং পুনরুদ্ধার করা। যেহেতু এটি অ্যাভালানস্ পালসের প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভর করে না, তাই নিভানোর বিলম্বের সময় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং ডিটেক্টরের সনাক্তকরণ দক্ষতা উন্নত হয়। উদাহরণস্বরূপ, LC Comandar ইত্যাদি গেটেড মোড ব্যবহার করে। InGaAs/InPAPD-এর উপর ভিত্তি করে একটি গেটেড একক-ফোটন ডিটেক্টর প্রস্তুত করা হয়েছিল। 1550 nm-এ একক-ফোটন সনাক্তকরণ দক্ষতা 55% এর বেশি ছিল এবং 7% এর পোস্ট-পালস সম্ভাব্যতা অর্জন করা হয়েছিল। এই ভিত্তিতে, চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয় মাল্টি-মোড ফাইবার ব্যবহার করে একটি liDAR সিস্টেম প্রতিষ্ঠা করেছে যা একই সাথে একটি ফ্রি-মোড InGaAs APD ফটোডিটেক্টর সিঙ্গেল-ফোটন ডিটেক্টরের সাথে মিলিত হয়েছে। পরীক্ষামূলক সরঞ্জামটি চিত্র (c) এবং (d) এ দেখানো হয়েছে, এবং 12 কিমি উচ্চতার বহু-স্তর মেঘের সনাক্তকরণ 1 সেকেন্ডের সময় রেজোলিউশন এবং 15 মিটার স্থানিক রেজোলিউশনের মাধ্যমে বাস্তবায়িত হয়।
পোস্টের সময়: মে-০৭-২০২৪