វឌ្ឍនភាពថ្មីៗនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់រូបភាព avalanche ភាពរសើបខ្ពស់។
សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ 1550 nmឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា photodiode avalanche
នៅក្នុងក្រុមតន្រ្តីជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (SWIR) ឌីយ៉ូត avalanche ល្បឿនខ្ពស់ដែលមានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការទំនាក់ទំនង optoelectronic និងកម្មវិធី liDAR ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ photodiode avalanche avalanche ជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដបច្ចុប្បន្ន (APD) ដែលគ្រប់គ្រងដោយ indium gallium arsenic avalanche diode (InGaAs APD) តែងតែត្រូវបានកំណត់ដោយការប៉ះទង្គិចគ្នាដោយចៃដន្យនៃ ionization noise នៃវត្ថុធាតុដើមក្នុងតំបន់ multiplier ប្រពៃណី, indium phosphide (InP) និង indium aluminium arsenic) ដែលជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មអាសេនិច (Al) ឧបករណ៍។ ប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនកំពុងស្វែងរកយ៉ាងសកម្មនូវសម្ភារៈ semiconductor ថ្មីដែលអាចប្រើបានជាមួយ InGaAs និង InP optoelectronic platform processes ហើយមានផលប៉ះពាល់ខ្លាំងបំផុតនៃសំលេងរំខាន ionization ស្រដៀងទៅនឹងសម្ភារៈ silicon ច្រើន។
ឧបករណ៍រាវរក photodiode avalanche 1550 nm ប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតជួយដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ប្រព័ន្ធ LiDAR
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវនៅចក្រភពអង់គ្លេស និងសហរដ្ឋអាមេរិក បានបង្កើតដោយជោគជ័យនូវឧបករណ៍ចាប់រូបភាពកម្រិតខ្ពស់បំផុត 1550 nm APD photodetector (ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព avalanche), របកគំហើញដែលសន្យាថានឹងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវដំណើរការនៃប្រព័ន្ធ LiDAR និងកម្មវិធី optoelectronic ផ្សេងទៀត។
សម្ភារៈថ្មីផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ៗ
ចំណុចសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវនេះគឺការប្រើប្រាស់សម្ភារៈប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានជ្រើសរើស GaAsSb ជាស្រទាប់ស្រូបយក និង AlGaAsSb ជាស្រទាប់មេគុណ។ ការរចនានេះខុសពី InGaAs/InP ប្រពៃណី ហើយនាំមកនូវអត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ៗ៖
1.GaAsSb ស្រទាប់ស្រូបយក៖ GaAsSb មានមេគុណស្រូបស្រដៀងគ្នាទៅនឹង InGaAs ហើយការផ្លាស់ប្តូរពីស្រទាប់ស្រូបយក GaAsSb ទៅ AlGaAsSb (ស្រទាប់ពហុ) គឺងាយស្រួលជាង ដោយកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលអន្ទាក់ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវល្បឿន និងប្រសិទ្ធភាពនៃការស្រូបយករបស់ឧបករណ៍។
2.AlGaAsSb multiplier layer៖ ស្រទាប់មេគុណ AlGaAsSb គឺល្អជាង InP និង InAlAs multiplier layer ប្រពៃណីក្នុងការដំណើរការ។ វាត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងជាចម្បងនៅក្នុងការកើនឡើងខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ និងសំឡេងរំខានលើសកម្រិតទាបបំផុត។
ជាមួយនឹងសូចនាករការអនុវត្តដ៏ល្អ
ថ្មី។ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD(ឧបករណ៍ចាប់ photodiode avalanche) ក៏ផ្តល់នូវការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងរង្វាស់នៃការអនុវត្ត៖
1. ការកើនឡើងខ្ពស់ជ្រុល៖ ការកើនឡើងខ្ពស់ជ្រុលនៃ 278 ត្រូវបានសម្រេចនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ហើយថ្មីៗនេះ វេជ្ជបណ្ឌិត Jin Xiao បានកែលម្អការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរចនាសម្ព័ន្ធ និងដំណើរការ ហើយការទទួលបានអតិបរមាត្រូវបានកើនឡើងដល់ M=1212 ។
2. សំលេងរំខានទាបខ្លាំង៖ បង្ហាញសំលេងរំខានទាបខ្លាំង (F< 3, ទទួលបាន M = 70; F<4, ទទួលបាន M=100)។
3. ប្រសិទ្ធភាព Quantum ខ្ពស់៖ នៅក្រោមការកើនឡើងអតិបរមា ប្រសិទ្ធភាព Quantum គឺខ្ពស់រហូតដល់ 5935.3% ។ ស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្លាំង៖ ភាពរសើបនៃការបំបែកនៅសីតុណ្ហភាពទាបគឺប្រហែល 11.83 mV/K ។
រូបភាពទី 1 សំលេងរំខានលើសរបស់ APDឧបករណ៍ចាប់រូបភាពប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ផ្សេងទៀត។
ការរំពឹងទុកកម្មវិធីទូលំទូលាយ
APD ថ្មីនេះមានផលប៉ះពាល់សំខាន់សម្រាប់ប្រព័ន្ធ liDAR និងកម្មវិធី photon៖
1. ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវអនុបាតសញ្ញាទៅសំលេងរំខាន: ការកើនឡើងខ្ពស់ និងលក្ខណៈសំលេងរំខានទាបធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសមាមាត្រសញ្ញាទៅសំលេងរំខាន ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងបរិយាកាសមិនល្អ photon ដូចជាការត្រួតពិនិត្យឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់។
2. ភាពឆបគ្នាខ្លាំង៖ ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ថ្មី (avalanche photodetector) ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យត្រូវគ្នាជាមួយវេទិកាអុបតូអេឡិចត្រូនិច indium phosphide (InP) បច្ចុប្បន្ន ដោយធានាបាននូវការរួមបញ្ចូលយ៉ាងរលូនជាមួយនឹងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងពាណិជ្ជកម្មដែលមានស្រាប់។
3. ប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការខ្ពស់៖ វាអាចដំណើរការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ដោយមិនមានយន្តការត្រជាក់ស្មុគស្មាញ សម្រួលដល់ការដាក់ពង្រាយក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងផ្សេងៗ។
ការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ SACM APD photodetector 1550 nm ថ្មីនេះតំណាងឱ្យរបកគំហើញដ៏សំខាន់នៅក្នុងវិស័យនេះ ដោះស្រាយដែនកំណត់សំខាន់ៗដែលទាក់ទងនឹងសំឡេងរំខានលើស និងទទួលបានផលិតផលកម្រិតបញ្ជូនក្នុងការរចនាឧបករណ៍ចាប់រូបភាពបែបប្រពៃណី APD (avalanche photodetector) ។ ការបង្កើតថ្មីនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងជំរុញសមត្ថភាពនៃប្រព័ន្ធ liDAR ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធ liDAR ដែលគ្មានមនុស្សបើក ក៏ដូចជាទំនាក់ទំនងក្នុងចន្លោះទំនេរ។
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ១៣ ខែមករា ឆ្នាំ ២០២៥