একক ফোটনInGaAs ফটোডিটেক্টর
LiDAR এর দ্রুত বিকাশের সাথে,আলো সনাক্তকরণস্বয়ংক্রিয় যানবাহন ট্র্যাকিং ইমেজিং প্রযুক্তির জন্য ব্যবহৃত প্রযুক্তি এবং রেঞ্জিং প্রযুক্তিরও উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, ঐতিহ্যগত কম আলো সনাক্তকরণ প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত ডিটেক্টরের সংবেদনশীলতা এবং সময় রেজোলিউশন প্রকৃত চাহিদা পূরণ করতে পারে না। একক ফোটন হল আলোর ক্ষুদ্রতম শক্তির একক, এবং একক ফোটন সনাক্তকরণের ক্ষমতা সম্পন্ন ডিটেক্টর হল কম আলো সনাক্তকরণের চূড়ান্ত হাতিয়ার। InGaAs এর সাথে তুলনা করা হয়েছেএপিডি ফটোডিটেক্টর, InGaAs APD ফটোডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে একক-ফোটন ডিটেক্টরগুলির প্রতিক্রিয়া গতি, সংবেদনশীলতা এবং দক্ষতা বেশি। তাই, IN-GAAS APD ফটোডিটেক্টর একক ফোটন ডিটেক্টর নিয়ে 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 করেছিলেনতুষারপাত ফটোডিটেক্টর1997 সালে, এবং একটি একক ফোটন তুষারপাত ফটোডিটেক্টরের ক্ষণস্থায়ী বৈশিষ্ট্যের সংখ্যাসূচক সিমুলেশন ফলাফল দেয়। তারপরে 2006 সালে, গবেষকরা একটি প্ল্যানার জ্যামিতিক প্রস্তুত করতে MOCVD ব্যবহার করেছিলেনInGaAs APD ফটোডিটেক্টরএকক ফোটন ডিটেক্টর, যা প্রতিফলিত স্তর হ্রাস করে এবং ভিন্ন ভিন্ন ইন্টারফেসে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে উন্নত করে একক-ফোটন সনাক্তকরণের দক্ষতা বাড়িয়ে 10% করে। 2014 সালে, দস্তার বিস্তারের অবস্থার আরও উন্নতি করে এবং উল্লম্ব কাঠামোকে অনুকূল করে, একক-ফোটন ডিটেক্টরের একটি উচ্চতর শনাক্তকরণ দক্ষতা রয়েছে, 30% পর্যন্ত, এবং প্রায় 87 পিএসের টাইমিং জিটার অর্জন করে। 2016 সালে, সানজারো এম এট আল। InGaAs APD ফটোডিটেক্টর একক-ফোটন ডিটেক্টরকে একটি মনোলিথিক ইন্টিগ্রেটেড রোধের সাথে একীভূত করেছে, ডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে একটি কমপ্যাক্ট একক-ফোটন গণনা মডিউল ডিজাইন করেছে, এবং একটি হাইব্রিড নিভেন পদ্ধতির প্রস্তাব করেছে যা উল্লেখযোগ্যভাবে তুষারপাতের চার্জ কমিয়েছে, যার ফলে পোস্ট-পালস এবং অপটিক্যাল ক্রসস্টাল কমানো হয়েছে। টাইমিং জিটার কমিয়ে 70 পিএস এ। একই সময়ে, অন্যান্য গবেষণা গোষ্ঠীও InGaAs APD নিয়ে গবেষণা চালিয়েছেফটোডিটেক্টরএকক ফোটন ডিটেক্টর। উদাহরণস্বরূপ, প্রিন্সটন লাইটওয়েভ প্ল্যানার স্ট্রাকচার সহ InGaAs/InPAPD একক ফোটন ডিটেক্টর ডিজাইন করেছে এবং এটিকে বাণিজ্যিক ব্যবহারে রেখেছে। সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ টেকনিক্যাল ফিজিক্স 1.5 মেগাহার্টজ স্পন্দন ফ্রিকোয়েন্সিতে 3.6 × 10 ⁻⁴/ns পালস এর ডার্ক কাউন্ট সহ জিঙ্ক ডিপোজিট অপসারণ এবং ক্যাপাসিটিভ ব্যালেন্সড গেট পালস মোড ব্যবহার করে APD ফটোডিটেক্টরের একক-ফটোন কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করেছে। জোসেফ পি এট আল। বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপের সাথে মেসা কাঠামো InGaAs APD ফটোডিটেক্টর একক ফোটন ডিটেক্টর ডিজাইন করেছে, এবং সনাক্তকরণের দক্ষতাকে প্রভাবিত না করে কম অন্ধকার গণনা পেতে শোষণকারী স্তর উপাদান হিসাবে InGaAsP ব্যবহার করেছে।
InGaAs APD ফটোডিটেক্টর একক ফোটন ডিটেক্টরের অপারেটিং মোড হল ফ্রি অপারেশন মোড, অর্থাৎ, APD ফটোডিটেক্টরকে একটি তুষারপাত হওয়ার পরে পেরিফেরাল সার্কিটকে নিভিয়ে দিতে হবে এবং কিছু সময়ের জন্য নিভানোর পরে পুনরুদ্ধার করতে হবে। নির্গমন বিলম্বের সময় প্রভাব কমানোর জন্য, এটি মোটামুটিভাবে দুই প্রকারে বিভক্ত: একটি হল নিষ্ক্রিয় বা সক্রিয় quenching সার্কিট ব্যবহার করে quenching অর্জন করা, যেমন R Thew দ্বারা ব্যবহৃত সক্রিয় quenching সার্কিট ইত্যাদি। চিত্র (a) , (b) হল ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল এবং অ্যাক্টিভ কোঞ্চিং 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 সমস্যাকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। অধিকন্তু, 1550 এনএম-এ সনাক্তকরণের দক্ষতা 10%, এবং পোস্ট-পালসের সম্ভাবনা 1%-এর কম হয়ে যায়। দ্বিতীয়টি হল বায়াস ভোল্টেজের মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে দ্রুত নিভিয়ে ফেলা এবং পুনরুদ্ধার করা। যেহেতু এটি তুষারপাতের স্পন্দনের প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের উপর নির্ভর করে না, তাই নির্গমনের বিলম্বের সময় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং সনাক্তকারীর সনাক্তকরণ দক্ষতা উন্নত হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এলসি কমান্ডার এবং অন্যান্য গেটেড মোড ব্যবহার করে। InGaAs/InPAPD এর উপর ভিত্তি করে একটি গেটেড একক-ফোটন ডিটেক্টর প্রস্তুত করা হয়েছিল। একক-ফোটন সনাক্তকরণ দক্ষতা 1550 এনএম-এ 55% এর বেশি এবং 7%-এর পোস্ট-পালস সম্ভাবনা অর্জন করা হয়েছিল। এই ভিত্তিতে, চীনের ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি একই সাথে একটি ফ্রি-মোড InGaAs APD ফটোডিটেক্টর একক-ফোটন ডিটেক্টরের সাথে মাল্টি-মোড ফাইবার ব্যবহার করে একটি liDAR সিস্টেম প্রতিষ্ঠা করেছে। পরীক্ষামূলক সরঞ্জামগুলি চিত্র (c) এবং (d) এ দেখানো হয়েছে, এবং 12 কিমি উচ্চতা সহ বহু-স্তর মেঘের সনাক্তকরণ 1 সেকেন্ডের সময় রেজোলিউশন এবং 15 মিটার স্থানিক রেজোলিউশনের সাথে উপলব্ধি করা হয়েছে।
পোস্টের সময়: মে-০৭-২০২৪