Լուսադետեկտորի թողունակությունը և արձագանքունակությունը

Թողունակությունը և արձագանքունակությունըլուսադետեկտոր
ԸնտրելիսInGaAs լուսադետեկտոր, բոլորը ցանկանում են նույն բնութագրերը՝ թողունակություն 10 ԳՀց-ից բարձր և արձագանքունակություն 0.9 Ա/Վտ-ից բարձր։ Տվյալների ձեռնարկը թերթելուց հետո ես պարզեցի, որ այս երկու թվերը երբեք չեն հայտնվում նույն սարքի վրա։ Բարձր թողունակության արձագանքունակությունը կազմում է ընդամենը 0.5 Ա/Վտ կամ նույնիսկ ավելի ցածր, իսկ բարձր արձագանքունակության թողունակությունը՝ ընդամենը մի քանի հարյուր ՄՀց։ Սա արտադրողի հետ կապված տեխնիկական խնդիր չէ. թողունակությունը և արձագանքունակությունը ֆիզիկայում բնույթով հակասական են, և դուք չեք կարող երկուսն էլ ունենալ։
Թողունակությունը և արձագանքունակությունը ներքին ֆիզիկական հակասություն են, որի արմատները ընկած են կլանման շերտի հաստության կարևորագույն պարամետրում: Կլանման շերտի հաստության մեծացումը կարող է բարելավել քվանտային արդյունավետությունը (դրանով իսկ բարձրացնելով արձագանքունակությունը), բայց այն կերկարաձգի լիցքակիրների տարանցման ժամանակը (դրանով իսկ նվազեցնելով թողունակությունը): Հակառակը: Հետևաբար, ստանդարտ PIN լուսադետեկտորի նախագծման մեջ երկուսն էլ չեն կարող միաժամանակ իրականացվել, և պետք է փոխզիջում գտնել:
Արդյունաբերության առաջընթացի ծրագիր.
Հոդվածում ներկայացված են երեք բարձրակարգ տեխնոլոգիական լուծումներ, որոնք ուղղված են այս հակասությունը հաղթահարելուն.
Ալիքային տիպի դետեկտոր (WGPD): Առանձնացնում է լույսի տարածման ուղղությունը լիցքակիրների դրեյֆի ուղղությունից և կարող է միաժամանակ հասնել բարձր հաճախականության թողունակության (>40 ԳՀց) և բարձր արձագանքունակության (>0.9 Ա/Վտ), սակայն գործընթացը բարդ է, իսկ արժեքը՝ բարձր։
Միակողմանի կրող-փոխադրող լուսադետեկտոր (UTC-PD). Դրիֆտի համար օգտագործելով միայն բարձր արագության էլեկտրոններ, վերացնելով ցածր արագության անցքերի տարանցման ժամանակի սահմանափակումը, այն կարող է հասնել չափազանց բարձր թողունակության (>100 ԳՀց) և լայնորեն օգտագործվում է բարձր արագության կապի և տերահերցային դաշտերում։
Ռեզոնանսային խոռոչով ուժեղացված լուսադետեկտոր (RCE). Օգտագործելով օպտիկական ռեզոնանսային խոռոչ՝ բարակ կլանման շերտում լույսի կլանումը բարելավելու համար, այն կարող է բարելավել քվանտային արդյունավետությունը՝ պահպանելով բարձր թողունակություն, սակայն աշխատանքային թողունակությունը (սպեկտրալ տիրույթը) շատ նեղ է։
Առաջարկություններ նախագծի ընտրության համար.
Պահանջների առաջնահերթության պարզաբանում. Նախ, որոշեք լուսադետեկտորի համար պահանջվող նվազագույն թողունակությունը՝ հիմնվելով համակարգի ազդանշանի թողունակության վրա (3 անգամ ավելի մեծ մարժայով), այնուհետև ընտրեք այս պայմանի դեպքում ամենաբարձր արձագանքունակությամբ մոդելը։
Ուշադրություն դարձրեք համակարգի մակարդակի ցուցանիշներին. Լուսադետեկտորը գնահատելիս պետք է ուշադրություն դարձնել աղմուկի համարժեք հզորությանը (NEP) և համակարգի զգայունությանը, այլ ոչ թե միայն արձագանքունակությանը, քանի որ բարձր արձագանքունակությունը կարող է ուղեկցվել բարձր աղմուկով։
ԴիտարկեքAPD լուսադետեկտորՑածր հզորության սցենարներում. Երբ միջադեպային լույսի հզորությունը շատ ցածր է (օրինակ՝ <-30 դԲմ), ձնահոսքի ֆոտոդիոդի (APD ֆոտոդետեկտոր) ներքին ուժեղացումը կարող է օգտագործվել արձագանքման պակասը փոխհատուցելու համար, սակայն ուշադրություն պետք է դարձնել դրա ավելորդ աղմուկին։
Բարձր պահանջներով և բարձր բյուջեով WGPD-ի ընտրություն. Երբ համակարգը պահանջում է և՛ բարձր թողունակություն (>20 ԳՀց), և՛ բարձր արձագանքողականություն (>0.8 Ա/Վտ), ստանդարտ PIN դետեկտորները չեն կարող բավարարել պահանջները, և ալիքատար տիպի դետեկտորները (WGPD) պետք է անմիջապես դիտարկվեն։
Եզրակացություն.
Ստանդարտի թողունակության արձագանքման փոխզիջումըPIN լուսադետեկտորՍա բնածին ֆիզիկական սահմանափակում է։ Այն իսկապես հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է սարքի կառուցվածքի նորարարություն՝ լույսի կլանման ուղին կրողի տարանցման ուղուց ֆիզիկապես անջատելու համար։ Բարձրակարգ լուծումներն ունեն գերազանց կատարողականություն, բայց բարձր ծախսեր, ուստի ճարտարագիտական ​​պրակտիկայում դեռևս անհրաժեշտ է փոխզիջում կատարել կոնկրետ կիրառման սցենարների, կատարողականի պահանջների և բյուջեի միջև։