Yn ddiweddar, cyhoeddwyd y papur adolygu "Datblygiadau mewn synwyryddion un ffotograff avalanche agos-isgoch" gan dîm Shi Yanli o Brifysgol Yunnan yn y cyfnodolyn ymchwil cynhwysfawr arloesol byd-eang Chip. Mae'r papur adolygu hwn yn cyflwyno datblygiad synwyryddion un ffoton sydd bron yn isgoch.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae technoleg canfod un ffotograff wedi dangos rhagolygon cymhwyso eang mewn llawer o feysydd fel cyfathrebu diogel cwantwm, cyfrifiadura cwantwm, deallusrwydd artiffisial, a chanfod milwrol, gan wneud synwyryddion un ffotograff yn fan problemus ymchwil cyfredol.
Caiff ffotograffau eu hamsugno i gynhyrchu parau twll-electron, ac mae tyllau'n mynd i mewn i'r rhanbarth lluosi yn dadwneud y maes trydan i sbarduno lluosi avalanche.
Mae gan synwyryddion deuod avalanche semiconductor gynnydd avalanche mewnol, ymateb cyflym, maint bach, cost isel, ac integreiddio hawdd. Gallant gyflawni tymheredd gweithio o tua minws 40 o C drwy oergelloedd lled-ddargludyddion, gan eu gwneud yn well dewis ar gyfer synwyryddion un ffotograff. Yn eu plith, y synhwyrydd un ffotograff inP/InGaAs ger isgoch yw'r synhwyrydd un ffotograff avalanche mwyaf aeddfed ar hyn o bryd. Mae ei un tiwb a'i gasgliad wedi'u masnacheiddio. Mae'r prif ddangosyddion perfformiad yn cynnwys: canfod un ffotograff ar minws 40 o C Mae'r effeithlonrwydd yn fwy na 30%, mae'r gyfradd cyfrif tywyll yn llai na 10kHz, mae'r tebygolrwydd ôl-pwls yn llai na 5%, mae'r jitter amser yn llai na 100ps, ac mae'r gyfradd gyfrif uchaf yn fwy na 100MHz. Pellter canol y casgliad o'r planhigyn yw 50um, a maint yr arae yw 256×128. Gellir defnyddio dau ddull delweddu, cyfrif ffotograffau ac amseru ffotograffau, ar gyfer delweddu tri dimensiwn. Ar hyn o bryd, mae rhesi planhigyn un ffotograff gyda phellter canol llai (25 micron) a manylebau mwy (320×256 maint neu uwch) yn cael eu datblygu gartref a thramor. Mae ymddangosiad a chynnydd newydd cynhyrchion synhwyro un-ffotograff isgoch inP/InGaAs yn darparu'r posibilrwydd o gymhwyso synwyryddion o'r fath ar raddfa fawr.
Cyfeiriad datblygu synwyryddion ffotograff sengl
Ar hyn o bryd, mae datblygu synwyryddion un ffotograff yn datblygu'n gyflym yn bennaf ar hyd dau lwybr: un llwybr yw optimeiddio perfformiad SPADs InP/InGaAs presennol yn barhaus, tuag at gyfrifiadau tywyll llai, ôl-pwls is, cyfraddau cyfrif uwch a mwy o dymheredd gweithio uchel a chyfarwyddiadau eraill. Yr her yw bod diffygion materol yn yr haen luosogi yn arwain at effeithiau ôl-pwls mawr, amseroedd marw hir (amser heb avalanches), a chyfraddau cyfrif is. Mae gan y dulliau technegol presennol rai cyfyngiadau ar y cyd: er mwyn lleihau'r ôl-pwls, drwy leihau swm y tâl avalanche, sy'n arwain at broblem effeithlonrwydd canfod isel; drwy ymestyn yr amser marw, mae'n arwain at broblem cyfradd cyfrif isel; drwy gynyddu'r tymheredd, mae'r trapio'n cael ei leihau. Mae oes y cludwyr yn arwain at broblem cyfradd cyfrif tywyll uchel. Yr ateb presennol yw defnyddio'r gwaith o ddatblygu cylchedau quenching integredig i leihau capacitance parasitig ac ôl-pwls, ac ar yr un pryd, gwella ansawdd twf deunyddiau haen lluosi ymhellach.
Mae optimeiddio perfformiad a chymhwyso synwyryddion ffotograff sengl yn dir âr o gefnogaeth cylchedau quenching. Ar y naill law, mae angen i'r gylched quenching atal yr avalanche mewn pryd, ac ar y llaw arall, mae angen iddo hefyd atal y sŵn o'r ddyfais a'r gylched, ac ati, i ddod â'r signal avalanche allan ymlaen llaw. Ar hyn o bryd, drwy integreiddio ymwrthedd i quenching neu rwystr posibl y ddyfais ei hun, drwy integreiddio cylchedau quenching allanol yn monolithig, a thrwy'r cyfuniad o gatio sininusoidol a chylchedau quenching gwahanol, mae cyfrif tywyll ac ôl-pwls y ddyfais yn cael eu lleihau'n sylweddol, ac mae'r ddyfais yn cael ei gwella. cyfradd cyfrif.
Egwyddor gweithio synwyryddion un ffotograff sy'n seiliedig ar SPAD.
Ffordd arall yw dod o hyd i ddeunyddiau newydd mwy addawol a dyfeisiau mecanwaith newydd. Wedi'i ysgogi gan ofynion ymgeisio enfawr, deunyddiau newydd fel datblygu deunydd sŵn isel yn seiliedig ar k-ffactor isel, estyniad tonfedd yn seiliedig ar ddeunyddiau dimensiwn isel, lleihau sŵn yn seiliedig ar beirianneg lluosi ïoneiddio, a lluosi enillion uchel yn seiliedig ar drafnidiaeth balistaidd o ddeunyddiau dimensiwn isel, Mae dyfeisiau â mecanweithiau newydd wedi dod i'r amlwg, ac mae datblygu'r technolegau newydd hyn wedi agor cyfarwyddiadau newydd ar gyfer lleihau sŵn synwyryddion un ffoton ymhellach, gwella cymarebau signal i sŵn, ymestyn tonnau, a gwella amodau gwaith dyfeisiau.
Ardaloedd cymhwyso pwysig o synwyryddion un ffoton agos-isgoch
Synwyryddion un-ffotograff sydd wedi'u is-goch sydd â sensitifrwydd terfynol canfod ffoton, a'u bandiau gwaith yw'r prif fandiau a ddefnyddir gan ffibr optegol traddodiadol, ac maent hefyd yn fandiau sy'n ddiogel i'r llygaid. Mae gan yrru, delweddu 3D, canfod signalau gwan a meysydd eraill gymwysiadau pwysig.
Pan fydd y radar laser yn defnyddio laser 1550nm fel y ffynhonnell golau allyriadau, oherwydd diogelwch y llygad dynol, gellir defnyddio laser pŵer uwch, fel y gall ganfod pellter hirach, fel bod y pellter canfod presennol o 100m i 200m, a'r golau gyda thonfedd o 1550nm yw Mae gan yr amgylchedd golau naturiol sŵn cefndir glanach, sy'n arwyddocaol iawn ar gyfer cymhwyso lidar di-griw neu gerbydau. Disgwylir y bydd datblygu synwyryddion un ffotograff 1550nm yn hyrwyddo datblygiad cyflym technolegau di-griw a lidar yn sylweddol.
Mae'r papur hwn yn cyflwyno'r gwaith o ddatblygu technoleg synhwyro un ffotograff a thechnolegau newydd cysylltiedig yn seiliedig ar InP/InGaAs, gyda'r nod o helpu i gynyddu dealltwriaeth a dealltwriaeth synwyryddion un ffoton sydd bron yn isgoch, ehangu eu ceisiadau, a darparu gwelliant a datblygiad pellach o ran perfformiad. gyfeirio at.
Mae Technoleg GMKJ yn ymwneud yn fawr â ffynonellau golau iach a deallus, gan ddarparu ystod lawn o UVA UVB UVC LED UVA UVA uwchfioled, cynhyrchion ac atebion VCSEL LED IR isgoch, ac mae ganddi gannoedd o bartneriaid o ansawdd uchel mewn marchnadoedd domestig a thramor i hyrwyddo'r defnydd o dechnoleg ysgafn ar y cyd i greu bywyd iach a deallus. .
