Recently, the review paper "Advances in near-infrared avalanche diode single-photon detectors" by Shi Yanli's team of Yunnan University was published in the global cutting-edge comprehensive research journal Chip. This review paper presents the development of near-infrared single-photon detectors.
Последњих година, технологија детекције једног{0}}фотона је показала широке изгледе за примену у многим областима као што су квантно безбедна комуникација, квантно рачунарство, вештачка интелигенција и војна детекција, чинећи детекторе појединачних{1}}фотона актуелним истраживачким местом .
Фотони се апсорбују да би произвели рупе{0}}електронске парове, а рупе улазе у регион множења испод електричног поља да би покренуле лавинско умножавање.
Полупроводнички детектори лавинске диоде имају интерно појачање лавине, брз одзив, малу величину, ниску цену и лаку интеграцију. Они могу да постигну радну температуру од око минус 40 степени кроз полупроводничко хлађење, што их чини бољим избором за детекторе једног{1}}фотона. Међу њима, ИнП/ИнГаАс блиски-инфрацрвени појединачни-детектор је тренутно најзрелији блиски-инфрацрвени једнофотонски детектор са лавинском диодом-. Његова једна-цев и низ су комерцијализовани производи. Главни индикатори учинка укључују: детекцију једног-фотона на минус 40 степени Ефикасност прелази 30 процената, брзина бројања мрака је мања од 10 кХз, вероватноћа пост{11}}пулса је мања од 5 процената, време подрхтавање је мање од 100пс, а максимална брзина бројања прелази 100МХз. Централно растојање низа у жижној равни је 50 ум, а величина низа је 256128. Две методе снимања, бројање фотона и мерење времена фотона, могу се користити за тродимензионално снимање-. Тренутно се у земљи и иностранству развијају једно-фотонске фокалне раванске низове са мањим растојањем центра (25 микрона) и већим спецификацијама (величина 320256 или више). Појава и нови напредак ИнП/ИнГаАс близу{21}}инфрацрвених појединачних-производа детектора једног фотона пружа могућност за широку{23}}примену таквих детектора.
Правац развоја једнофотонских детектора
Тренутно, развој детектора појединачних-фотона углавном брзо напредује на два пута: један пут је континуирано оптимизовање перформанси постојећих ИнП/ИнГаАс СПАД-ова, ка мањим тамним бројевима, нижим после-импулсима , веће брзине бројања и више Висока радна температура и други правци. Изазов је у томе што дефекти материјала у слоју за умножавање доводе до великих ефеката после-пулса, дугих мртвих времена (време без лавина) и смањених стопа бројања. Постојећа техничка средства имају одређена међусобна ограничења: у циљу смањења пост-пулса, смањењем количине лавинског набоја, што доводи до проблема ниске ефикасности детекције; продужавањем мртвог времена доводи до проблема ниске стопе бројања; повећањем температуре смањује се заробљавање. Животни век носача доводи до проблема високе стопе бројања тамне боје. Постојеће решење је да се користи развој интегрисаних кола за гашење како би се минимизирали паразитни капацитет и пост{4}}пулс, а у исто време и да би се додатно побољшао квалитет раста материјала мултипликационог слоја.
Оптимизација перформанси и примена детектора са једним фотоном су неодвојиви од подршке кола за гашење. С једне стране, коло за гашење треба на време да заустави лавину, а са друге стране такође треба да потисне шум уређаја и кола итд., да би унапред избацио лавински сигнал. Тренутно, кроз интеграцију отпора гашења или потенцијалне баријере самог уређаја, кроз монолитну интеграцију екстерних кола за гашење, и кроз комбинацију синусоидног гејта и различитих кола за гашење, тамни број и пост-пулс уређај значајно смањен, а уређај је побољшан. стопа бројања.
Принцип рада СПАД{0}}базираних једнофотонских{1}} детектора.
Други начин је проналажење перспективнијих нових материјала и нових механизама. Подстакнути огромним захтевима апликација, нови материјали као што су ниско-развој материјала са ниским к-фактором, проширење таласне дужине засновано на материјалима ниских{2}}димензија, смањење буке засновано на инжењерингу умножавања јонизације , и умножавање високог појачања засновано на балистичком транспорту ниско-материјала, појавили су се уређаји са новим механизмима, а развој ових нових технологија је отворио нове правце за даље смањење буке појединачних- детектори фотона, побољшавајући однос сигнала-и-шумом, продужавајући таласне дужине и побољшавајући услове рада уређаја.
Важне области примене детектора близу{0}}инфрацрвених{1}}једног фотона
Детектори близу{0}}инфрацрвених појединачних-фотона имају врхунску осетљивост детекције фотона, а њихови радни појасеви су главне траке које користе традиционална оптичка влакна, а такође су{2}}безбедне за очи. Вожња, 3Д снимање, детекција слабог сигнала и друга поља имају важне примене.
Када ласерски радар користи ласер од 1550нм као извор светлости емисије, због безбедности људског ока, може се користити ласер веће снаге, тако да може да детектује већу удаљеност, тако да је тренутна удаљеност детекције од 100м до 200м, а светлост са таласном дужином од 1550нм је Природно светло окружење има чистију позадину, што је од великог значаја за примену беспилотне или{4}}возила монтираног лидара. Очекује се да ће развој детектора једног-фотона од 1550 нм значајно промовисати брзи развој беспилотне и лидарске технологије.
Овај рад уводи развој технологије појединачног-детектора фотона и сродних нових технологија заснованих на ИнП/ИнГаАс, са циљем да помогне у повећању разумевања и разумевања блиских-инфрацрвених детектора појединачних-фотона, проширују своје апликације и пружају даље побољшање и развој перформанси. погледајте.
ГМКЈ Тецхнологи је дубоко ангажована на здравим и паметним изворима светлости, обезбеђујући тржишту читав спектар ултраљубичастих УВА УВБ УВЦ ЛЕД, инфрацрвених ИР ЛЕД ВЦСЕЛ производа и решења, и има стотине-квалитетних партнера у земљи и иностранству тржишта да заједнички промовишу употребу светлосне технологије за стварање здравог и паметног живота. .
