Ներկայացրեք InGaAs լուսադետեկտորը

ՆերկայացնելInGaAs լուսադետեկտոր

InGaAs-ը բարձր արձագանքման հասնելու իդեալական նյութերից մեկն է ևբարձր արագության լուսադետեկտորՆախ, InGaAs-ը ուղիղ գոտիական բացվածքով կիսահաղորդչային նյութ է, և դրա գոտիական բացվածքի լայնությունը կարող է կարգավորվել In-ի և Ga-ի հարաբերակցությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել տարբեր ալիքի երկարությունների օպտիկական ազդանշաններ: Դրանցից In0.53Ga0.47As-ը կատարելապես համապատասխանում է InP հիմքի ցանցին և ունի շատ բարձր լույսի կլանման գործակից օպտիկական կապի գոտում: Այն ամենատարածվածն է...լուսադետեկտորև նաև ունի ամենաակնառու մութ հոսանքի և արձագանքողականության ցուցանիշները: Երկրորդ, և՛ InGaAs, և՛ InP նյութերը ունեն համեմատաբար բարձր էլեկտրոնային դրեյֆի արագություններ, որոնց հագեցած էլեկտրոնային դրեյֆի արագությունները կազմում են մոտավորապես 1×107 սմ/վ: Միևնույն ժամանակ, որոշակի էլեկտրական դաշտերի ազդեցության տակ, InGaAs և InP նյութերը ցուցաբերում են էլեկտրոնային արագության գերազանցման էֆեկտներ, որոնց գերազանցման արագությունները հասնում են համապատասխանաբար 4×107 սմ/վ և 6×107 սմ/վ: Սա նպաստում է ավելի բարձր հատման թողունակության հասնելուն: Ներկայումս InGaAs լուսադետեկտորները օպտիկական կապի ամենատարածված լուսադետեկտորներն են: Շուկայում ամենատարածվածը մակերեսային միջադեպի միացման մեթոդն է: Մակերեսային միջադեպի դետեկտորի արտադրանքները՝ 25 Գաուդ/վ և 56 Գաուդ/վ, արդեն կարող են մասսայաբար արտադրվել: Մշակվել են նաև փոքր չափի, հետադարձ միջադեպի և բարձր թողունակությամբ մակերեսային միջադեպի դետեկտորներ, հիմնականում այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են բարձր արագությունը և բարձր հագեցվածությունը: Այնուամենայնիվ, դրանց միացման մեթոդների սահմանափակումների պատճառով մակերեսային միջադեպի դետեկտորները դժվար է ինտեգրել այլ օպտոէլեկտրոնային սարքերի հետ: Հետևաբար, օպտոէլեկտրոնային ինտեգրման պահանջարկի աճին զուգընթաց, ալիքատար միացված InGaAs լուսադետեկտորները, որոնք ունեն գերազանց կատարողականություն և հարմար են ինտեգրման համար, աստիճանաբար դարձել են հետազոտությունների կիզակետ: Դրանց թվում են 70 ԳՀց և 110 ԳՀց հաճախականությամբ առևտրային InGaAs լուսադետեկտորային մոդուլները, որոնք գրեթե բոլորն օգտագործում են ալիքատար միացման կառուցվածքներ: Հիմնային նյութերի տարբերության համաձայն, ալիքատար միացված InGaAs լուսադետեկտորները հիմնականում կարելի է դասակարգել երկու տեսակի՝ INP-ի վրա հիմնված և Si-ի վրա հիմնված: InP հիմքերի վրա էպիտաքսիալ նյութը ունի բարձր որակ և ավելի հարմար է բարձր կատարողականությամբ սարքերի արտադրության համար: Այնուամենայնիվ, Si հիմքերի վրա աճեցված կամ միացված III-V խմբի նյութերի համար, InGaAs նյութերի և Si հիմքերի միջև տարբեր անհամապատասխանությունների պատճառով, նյութի կամ միջերեսի որակը համեմատաբար վատ է, և սարքերի կատարողականը դեռևս զգալի բարելավման տեղ կա:

Ֆոտոդետեկտորի կայունությունը տարբեր կիրառման միջավայրերում, հատկապես ծայրահեղ պայմաններում, նույնպես գործնական կիրառման հիմնական գործոններից մեկն է: Վերջին տարիներին նոր տեսակի դետեկտորները, ինչպիսիք են պերովսկիտը, օրգանական և երկչափ նյութերը, որոնք մեծ ուշադրություն են գրավել, դեռևս բախվում են բազմաթիվ մարտահրավերների՝ երկարաժամկետ կայունության առումով, քանի որ նյութերն իրենք հեշտությամբ են տուժում շրջակա միջավայրի գործոններից: Միևնույն ժամանակ, նոր նյութերի ինտեգրման գործընթացը դեռևս հասուն չէ, և լայնածավալ արտադրության և կատարողականի կայունության համար դեռևս անհրաժեշտ են հետագա ուսումնասիրություններ:

Չնայած ինդուկտորների ներդրումը ներկայումս կարող է արդյունավետորեն մեծացնել սարքերի թողունակությունը, այն տարածված չէ թվային օպտիկական կապի համակարգերում: Հետևաբար, սարքի պարազիտային RC պարամետրերը հետագայում նվազեցնելու համար բացասական ազդեցություններից խուսափելու ուղիները բարձր արագության լուսադետեկտորի հետազոտական ​​ուղղություններից մեկն են: Երկրորդ, քանի որ ալիքատարային միացված լուսադետեկտորների թողունակությունը շարունակում է աճել, թողունակության և արձագանքողականության միջև սահմանափակումը կրկին սկսում է ի հայտ գալ: Չնայած հայտնաբերվել են Ge/Si լուսադետեկտորներ և InGaAs լուսադետեկտորներ՝ 200 ԳՀց-ից ավելի 3 դԲ թողունակությամբ, դրանց արձագանքողականությունը բավարար չէ: Թողունակությունը մեծացնելու և լավ արձագանքողականությունը պահպանելու միջոցը կարևոր հետազոտական ​​թեմա է, որը կարող է պահանջել նոր գործընթացային համատեղելի նյութերի (բարձր շարժունակություն և բարձր կլանման գործակից) կամ նորարարական բարձր արագության սարքերի կառուցվածքների ներդրում՝ լուծելու համար: Բացի այդ, սարքի թողունակության աճի հետ մեկտեղ, միկրոալիքային ֆոտոնային կապերում դետեկտորների կիրառման սցենարները աստիճանաբար կաճի: Ի տարբերություն օպտիկական կապի մեջ փոքր օպտիկական հզորության ի հայտ գալու և բարձր զգայունության հայտնաբերման, այս սցենարը, բարձր թողունակության հիման վրա, բարձր հզորության ի հայտ գալու համար ունի բարձր հագեցվածության հզորության պահանջ: Այնուամենայնիվ, բարձր թողունակությամբ սարքերը սովորաբար օգտագործում են փոքր չափի կառուցվածքներ, ուստի բարձր արագությամբ և բարձր հագեցվածության հզորությամբ լուսադետեկտորներ պատրաստելը հեշտ չէ, և սարքերի կրիչների արդյունահանման և ջերմության ցրման մեջ կարող են անհրաժեշտ լինել հետագա նորարարություններ: Վերջապես, բարձր արագությամբ դետեկտորների մութ հոսանքի նվազեցումը մնում է խնդիր, որը ցանցային անհամապատասխանություն ունեցող լուսադետեկտորները պետք է լուծեն: Մութ հոսանքը հիմնականում կապված է բյուրեղի որակի և նյութի մակերևութային վիճակի հետ: Հետևաբար, այնպիսի հիմնական գործընթացներ, ինչպիսիք են բարձրորակ հետերոէպիտաքսիան կամ ցանցային անհամապատասխանության համակարգերի տակ կապը, պահանջում են ավելի շատ հետազոտություններ և ներդրումներ: