រូបថតតែមួយឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs
ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ LiDAR, theការរកឃើញពន្លឺបច្ចេកវិជ្ជា និងបច្ចេកវិជ្ជាជួរដែលប្រើសម្រាប់បច្ចេកវិជ្ជាថតរូបភាពតាមដានយានយន្តដោយស្វ័យប្រវត្តិក៏មានតម្រូវការខ្ពស់ផងដែរ ភាពប្រែប្រួល និងដំណោះស្រាយពេលវេលារបស់ឧបករណ៍ចាប់ដែលប្រើក្នុងបច្ចេកវិជ្ជារាវរកពន្លឺទាបបែបប្រពៃណីមិនអាចបំពេញតម្រូវការជាក់ស្តែងបានទេ។ ហ្វូតុនតែមួយ គឺជាឯកតាថាមពលតូចបំផុតនៃពន្លឺ ហើយឧបករណ៍រាវរកដែលមានសមត្ថភាពរកឃើញ ហ្វូតុនតែមួយ គឺជាឧបករណ៍ចុងក្រោយនៃការរកឃើញពន្លឺទាប។ ប្រៀបធៀបជាមួយ InGaAsឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APDឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយដោយផ្អែកលើ InGaAs APD photodetector មានល្បឿនឆ្លើយតបខ្ពស់ ភាពប្រែប្រួល និងប្រសិទ្ធភាព។ ហេតុដូច្នេះហើយ ការស្រាវជ្រាវជាបន្តបន្ទាប់លើ IN-GAAS APD photodetector ឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយត្រូវបានអនុវត្តនៅផ្ទះ និងក្រៅប្រទេស។
អ្នកស្រាវជ្រាវមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Milan ក្នុងប្រទេសអ៊ីតាលីដំបូងគេបានបង្កើតគំរូពីរវិមាត្រដើម្បីក្លែងធ្វើអាកប្បកិរិយាបណ្តោះអាសន្ននៃរូបថតតែមួយ។ឧបករណ៍ចាប់រូបភាព avalancheនៅក្នុងឆ្នាំ 1997 និងបានផ្តល់លទ្ធផលក្លែងធ្វើជាលេខនៃលក្ខណៈបណ្តោះអាសន្ននៃ photodetector avalanche photodetector តែមួយ។ បន្ទាប់មកនៅឆ្នាំ 2006 អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើ MOCVD ដើម្បីរៀបចំប្លង់ធរណីមាត្រឧបករណ៍ចាប់រូបភាព InGaAs APDឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយ ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការរកឃើញរូបថតតែមួយដល់ 10% ដោយកាត់បន្ថយស្រទាប់ឆ្លុះបញ្ចាំង និងបង្កើនវាលអគ្គិសនីនៅចំណុចប្រទាក់ខុសគ្នា។ នៅក្នុងឆ្នាំ 2014 ដោយការកែលម្អបន្ថែមទៀតនូវលក្ខខណ្ឌនៃការសាយភាយស័ង្កសី និងការធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធបញ្ឈរប្រសើរឡើង ឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយមានប្រសិទ្ធភាពការរកឃើញខ្ពស់រហូតដល់ 30% និងសម្រេចបាននូវភាពរំជើបរំជួលប្រហែល 87 ps ។ នៅឆ្នាំ 2016 SANZARO M et al ។ រួមបញ្ចូលគ្នានូវ InGaAs APD photodetector single-photon detector with monolithic integrated resistor, design a compact single-photon counting module based on detector and proposed a hybrid quench method that កាត់បន្ថយការចោទប្រកាន់ avalanche យ៉ាងខ្លាំង ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយ post-pulse និង optical crosstalk និង កាត់បន្ថយភាពរំជើបរំជួលដល់ 70 ps ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ក្រុមស្រាវជ្រាវផ្សេងទៀតក៏បានធ្វើការស្រាវជ្រាវលើ InGaAs APD ផងដែរ។ឧបករណ៍ចាប់រូបភាពឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយ។ ឧទាហរណ៍ Princeton Lightwave បានរចនាឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយ InGaAs/InPAPD ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធប្លង់ ហើយដាក់វាចូលទៅក្នុងការប្រើប្រាស់ពាណិជ្ជកម្ម។ វិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យាបច្ចេកទេសសៀងហៃបានសាកល្បងដំណើរការថតតែមួយរបស់ APD photodetector ដោយប្រើការយកចេញនៃប្រាក់បញ្ញើស័ង្កសី និងរបៀបជីពចរច្រកទ្វារដែលមានតុល្យភាព capacitive ជាមួយនឹងចំនួនងងឹតនៃជីពចរ 3.6 × 10 ⁻⁴/ns នៅប្រេកង់ជីពចរ 1.5 MHz ។ Joseph P et al ។ រចនារចនាសម្ព័ន្ធ mesa InGaAs APD photodetector single photon detector with wider bandgap and use InGaAsP as the absorbing layer material ដើម្បីទទួលបានចំនួនងងឹតទាបដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញ។
របៀបប្រតិបត្តិការរបស់ InGaAs APD photodetector single photon detector គឺជារបៀបប្រតិបត្តិការឥតគិតថ្លៃ ពោលគឺ APD photodetector ត្រូវការពន្លត់សៀគ្វីគ្រឿងកុំព្យូទ័របន្ទាប់ពីការធ្លាក់ព្រិលកើតឡើង ហើយងើបឡើងវិញបន្ទាប់ពីពន្លត់ក្នុងរយៈពេលមួយ។ ដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់នៃពេលវេលាពន្យាពេល quenching វាត្រូវបានបែងចែកប្រហែលជាពីរប្រភេទ៖ មួយគឺប្រើសៀគ្វី quenching អកម្ម ឬសកម្មដើម្បីសម្រេចបាននូវ quenching ដូចជាសៀគ្វី quenching សកម្មដែលប្រើដោយ R Thew ជាដើម។រូបភាព (a) , (b) គឺជាដ្យាក្រាមសាមញ្ញនៃការត្រួតពិនិត្យអេឡិចត្រូនិច និងសៀគ្វីពន្លត់សកម្ម និងការភ្ជាប់របស់វាជាមួយឧបករណ៍ចាប់រូបភាព APD ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីដំណើរការក្នុងរបៀបបិទជិត ឬទំនេរ ដោយកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវបញ្ហាក្រោយជីពចរដែលមិនបានដឹងពីមុន។ លើសពីនេះទៅទៀតប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញនៅ 1550 nm គឺ 10% ហើយប្រូបាប៊ីលីតេនៃជីពចរក្រោយត្រូវបានកាត់បន្ថយមកតិចជាង 1% ។ ទីពីរគឺត្រូវដឹងថាការពន្លត់លឿននិងការងើបឡើងវិញដោយការគ្រប់គ្រងកម្រិតនៃតង់ស្យុងលំអៀង។ ដោយសារវាមិនអាស្រ័យលើការគ្រប់គ្រងមតិត្រឡប់នៃជីពចរ avalanche ពេលវេលាពន្យាពេលនៃការពន្លត់ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ហើយប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញរបស់ឧបករណ៍ចាប់ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង។ ឧទាហរណ៍ LC Comandar et al ប្រើរបៀបបិទទ្វារ។ ឧបករណ៍ចាប់រូបថតតែមួយដែលមានច្រកចេញចូលដោយផ្អែកលើ InGaAs/InPAPD ត្រូវបានរៀបចំ។ ប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញរូបថតតែមួយគឺលើសពី 55% នៅ 1550 nm ហើយប្រូបាប៊ីលីតេក្រោយជីពចរមាន 7% ត្រូវបានសម្រេច។ ផ្អែកលើមូលដ្ឋាននេះ សាកលវិទ្យាល័យវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យានៃប្រទេសចិនបានបង្កើតប្រព័ន្ធ liDAR ដោយប្រើជាតិសរសៃច្រើនរបៀបក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងឧបករណ៍ចាប់រូបភាពតែមួយប្រភេទ InGaAs APD photodetector ដោយមិនគិតថ្លៃ។ ឧបករណ៍ពិសោធន៍ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព (គ) និង (ឃ) ហើយការរកឃើញនៃពពកពហុស្រទាប់ដែលមានកម្ពស់ 12 គីឡូម៉ែត្រ ត្រូវបានគេដឹងជាមួយនឹងដំណោះស្រាយពេលវេលា 1 វិនាទី និងដំណោះស្រាយទំហំ 15 ម៉ែត្រ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ឧសភា-០៧-២០២៤