វឌ្ឍនភាពថ្មីៗនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់រូបភាពព្រិលធ្លាក់ដែលមានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់
ភាពរសើបខ្ពស់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ 1550 nmឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា photodiode នៃព្រិលធ្លាក់
នៅក្នុងក្រុមវិទ្យុសកម្មអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត (SWIR) ឌីយ៉ូតល្បឿនលឿនដែលមានភាពរសើបខ្ពស់ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការទំនាក់ទំនងអុបតូអេឡិចត្រូនិច និងកម្មវិធី liDAR។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឌីយ៉ូតហ្វូតូអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត (APD) បច្ចុប្បន្នដែលគ្របដណ្ដប់ដោយឌីយ៉ូតបំបែកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដហ្គាលីញ៉ូមអាសេនិច (InGaAs APD) តែងតែត្រូវបានកំណត់ដោយសំឡេងអ៊ីយ៉ូដប៉ះទង្គិចចៃដន្យនៃសម្ភារៈតំបន់គុណប្រពៃណីគឺអ៊ីនឌីយ៉ូមផូស្វ័រ (InP) និងអ៊ីនឌីយ៉ូមអាលុយមីញ៉ូមអាសេនិច (InAlAs) ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃភាពរសើបនៃឧបករណ៍។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនកំពុងស្វែងរកសម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រថ្មីដែលឆបគ្នាជាមួយដំណើរការវេទិកាអុបតូអេឡិចត្រូនិច InGaAs និង InP និងមានដំណើរការសំឡេងអ៊ីយ៉ូដដែលមានផលប៉ះពាល់ទាបបំផុតស្រដៀងនឹងសម្ភារៈស៊ីលីកុនភាគច្រើន។
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា photodiode avalanche 1550 nm ប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតជួយដល់ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធ LiDAR
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមួយក្រុមនៅចក្រភពអង់គ្លេស និងសហរដ្ឋអាមេរិក បានបង្កើតឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD 1550 nm ថ្មីដែលមានភាពរសើបខ្ពស់បំផុតដោយជោគជ័យជាលើកដំបូង (ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពព្រិលធ្លាក់) ដែលជារបកគំហើញមួយដែលសន្យាថានឹងធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវដំណើរការនៃប្រព័ន្ធ LiDAR និងកម្មវិធីអុបតូអេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀត។
សម្ភារៈថ្មីផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗ
ចំណុចលេចធ្លោនៃការស្រាវជ្រាវនេះគឺការប្រើប្រាស់សម្ភារៈប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានជ្រើសរើស GaAsSb ជាស្រទាប់ស្រូបយក និង AlGaAsSb ជាស្រទាប់គុណ។ ការរចនានេះខុសពី InGaAs/InP ប្រពៃណី ហើយនាំមកនូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗ៖
១.ស្រទាប់ស្រូបយក GaAsSb៖ GaAsSb មានមេគុណស្រូបយកស្រដៀងគ្នាទៅនឹង InGaAs ហើយការផ្លាស់ប្តូរពីស្រទាប់ស្រូបយក GaAsSb ទៅ AlGaAsSb (ស្រទាប់គុណ) គឺងាយស្រួលជាង ដោយកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលអន្ទាក់ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវល្បឿន និងប្រសិទ្ធភាពស្រូបយករបស់ឧបករណ៍។
២.ស្រទាប់គុណ AlGaAsSb៖ ស្រទាប់គុណ AlGaAsSb មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាងស្រទាប់គុណ InP និង InAlAs ប្រពៃណី។ វាត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងជាចម្បងនៅក្នុងការទទួលបានខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ កម្រិតបញ្ជូនខ្ពស់ និងសំឡេងរំខានលើសទាបបំផុត។
ជាមួយនឹងសូចនាករការអនុវត្តដ៏ល្អឥតខ្ចោះ
ថ្មីឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD(ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាហ្វូតូឌីយ៉ូតរអិលបាក់ដី) ក៏ផ្តល់នូវភាពប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងរង្វាស់នៃការអនុវត្តផងដែរ៖
១. ការកើនឡើងខ្ពស់ខ្លាំង៖ ការកើនឡើងខ្ពស់ខ្លាំង 278 ត្រូវបានសម្រេចនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ហើយថ្មីៗនេះ លោកវេជ្ជបណ្ឌិត Jin Xiao បានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធ និងដំណើរការ ហើយការកើនឡើងអតិបរមាត្រូវបានបង្កើនដល់ M=1212។
2. សំឡេងរំខានទាបខ្លាំង៖ បង្ហាញសំឡេងរំខានលើសទាបខ្លាំង (F < 3, ទទួលបាន M = 70; F<4, ទទួលបាន M=100)។
៣. ប្រសិទ្ធភាពកង់ទិចខ្ពស់៖ ក្រោមការកើនឡើងអតិបរមា ប្រសិទ្ធភាពកង់ទិចគឺខ្ពស់ដល់ ៥៩៣៥.៣%។ ស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្លាំង៖ ភាពរសើបនៃការបំបែកនៅសីតុណ្ហភាពទាបគឺប្រហែល ១១.៨៣ mV/K។
រូបភាពទី 1 សំឡេងរំខានលើសនៃ APDឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺបើប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD ផ្សេងទៀត
ទស្សនវិស័យកម្មវិធីទូលំទូលាយ
APD ថ្មីនេះមានផលប៉ះពាល់សំខាន់ៗសម្រាប់ប្រព័ន្ធ liDAR និងកម្មវិធីហ្វូតុង៖
១. សមាមាត្រសញ្ញាទៅនឹងសំឡេងរំខានប្រសើរឡើង៖ លក្ខណៈនៃការទទួលបានខ្ពស់ និងសំឡេងរំខានទាប ធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវសមាមាត្រសញ្ញាទៅនឹងសំឡេងរំខាន ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងបរិស្ថានដែលមិនសូវមានហ្វូតុង ដូចជាការត្រួតពិនិត្យឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ជាដើម។
2. ភាពឆបគ្នាខ្លាំង៖ ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD ថ្មី (ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ avalanche) ត្រូវបានរចនាឡើងឱ្យឆបគ្នាជាមួយវេទិកាអុបតូអេឡិចត្រូនិច indium phosphide (InP) បច្ចុប្បន្ន ដែលធានាបាននូវការរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងរលូនជាមួយប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងពាណិជ្ជកម្មដែលមានស្រាប់។
៣. ប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការខ្ពស់៖ វាអាចដំណើរការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ដោយមិនចាំបាច់មានយន្តការត្រជាក់ស្មុគស្មាញ ដែលធ្វើឲ្យការដាក់ពង្រាយមានភាពសាមញ្ញក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងផ្សេងៗ។
ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD SACM ទំហំ 1550 nm ថ្មីនេះ (ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ avalanche) តំណាងឱ្យការទម្លាយភាពទាល់ច្រកដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងវិស័យនេះ ដោយដោះស្រាយដែនកំណត់សំខាន់ៗដែលទាក់ទងនឹងផលិតផលសំឡេងរំខានលើស និងកម្រិតបញ្ជូនទិន្នន័យលើសនៅក្នុងការរចនាឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ APD បែបប្រពៃណី (ឧបករណ៍ចាប់ពន្លឺ avalanche)។ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងជំរុញសមត្ថភាពនៃប្រព័ន្ធ liDAR ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធ liDAR ដែលគ្មានមនុស្សបើក ក៏ដូចជាការទំនាក់ទំនងក្នុងលំហទំនេរ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៣ ខែមករា ឆ្នាំ ២០២៥