Aotelega: O le fausaga autu ma le mataupu faavae o le galuega a le avalanche photodetector (Mea e iloa ai ata o le APD) ua faʻalauiloa, ua iloiloina le faagasologa o le evolusione o le fausaga o le masini, ua aoteleina le tulaga o suʻesuʻega o loʻo iai nei, ma ua suʻesuʻeina i le lumanaʻi le atinaʻeina o le APD.
1. Fa'atomuaga
O le photodetector o se masini e liua ai faailoilo malamalama i faailoilo eletise.masini e iloa ai ata o le semiconductor, o le avefe'au e gaosia e le photon e ulufale atu i le matagaluega i fafo i lalo o le voltage fa'aitu'au fa'aoga ma fausia ai se photocurrent e mafai ona fuaina. E tusa lava pe maualuga le tali atu, e na'o le pea o paga electron-hole e mafai ona gaosia e se PIN photodiode, o se masini e leai se gain i totonu. Mo se tali sili atu, e mafai ona fa'aogaina se avalanche photodiode (APD). O le aafiaga fa'ateleina o le APD i luga o le photocurrent e fa'avae i luga o le aafiaga o le feto'ai o le ionization. I lalo o nisi tulaga, e mafai e electrons ma holes fa'avavevave ona maua le malosi e lava e feto'ai ai ma le lattice e gaosia ai se pea fou o paga electron-hole. O lenei faiga o se tali fa'asolosolo, ina ia mafai e le pea o paga electron-hole e gaosia e le mitiia o le malamalama ona gaosia le tele o paga electron-hole ma fausia ai se photocurrent lona lua tele. O le mea lea, o le APD e maualuga le tali atu ma le gain i totonu, lea e fa'aleleia atili ai le fua fa'atatau o le signal-to-noise o le masini. O le a fa'aaogaina tele le APD i faiga feso'ota'iga alava opitika mamao po'o ni faiga feso'ota'iga fiber opitika laiti ma isi fa'atapula'aina i luga o le malosiaga opitika na maua. I le taimi nei, e toʻatele tagata tomai faapitoa i masini opitika e matuā talitonu i le lumanaʻi o le APD, ma talitonu o suʻesuʻega o le APD e manaʻomia e faʻaleleia atili ai le tauvaga faavaomalo o matāʻupu e fesoʻotaʻi i ai.
2. Atina'eina fa'atekinolosi omasini e iloa ai le solo o le ava(Mea e iloa ai ata o le APD)
2.1 Meafaitino
(1)Si photodetector
O le tekinolosi o meafaitino Si o se tekinolosi ua matua ma ua faʻaaogaina lautele i le matata o microelectronics, ae e le talafeagai mo le sauniaina o masini i le vaega o le galu o le 1.31mm ma le 1.55mm lea e taliaina lautele i le matata o fesoʻotaʻiga vaʻaia.
(2)Ge
E ui o le tali atu o le Ge APD e talafeagai mo manaʻoga o le maualalo o le leiloa ma le maualalo o le faʻasalalauina i le fesiitaiga o le alava opitika, ae o loʻo i ai faigata tetele i le faagasologa o le sauniuniga. E le gata i lea, o le fua faatatau o le electron ma le hole ionization a Ge e latalata i le () 1, o lea e faigata ai ona saunia masini APD e maualuga le faatinoga.
(3)In0.53Ga0.47As/InP
O se metotia lelei le filifilia o le In0.53Ga0.47As e fai ma vaega e mitiia ai le malamalama o le APD ma le InP e fai ma vaega e fa'ateleina ai. O le tumutumuga e mitiia ai le malamalama o le mea In0.53Ga0.47As e 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm le umi o le galu e tusa ma le 104cm-1 le maualuga o le mitiia o le malamalama, o le mea lea e sili ona fiafia i ai mo le vaega e mitiia ai le malamalama i le taimi nei.
(4)Mea e iloa ai ata o le InGaAs/I totonumasini e iloa ai ata
I le filifilia o le InGaAsP o le vaega e mitiia ai le malamalama ma le InP o le vaega e fa'ateleina ai, e mafai ona saunia le APD ma se galu tali atu o le 1-1.4mm, maualuga le lelei o le quantum, maualalo le tafe pogisa ma maualuga le avalanche gain. E ala i le filifilia o vaega eseese o le alloy, e ausia ai le fa'atinoga sili ona lelei mo galu fa'apitoa.
(5)InGaAs/InAlAs
O le mea In0.52Al0.48As e iai le vaeluaga o le fusi (1.47eV) ma e le mitiia i le vaega o le galu o le 1.55mm. E iai faʻamaoniga e mafai e le vaega manifinifi o le In0.52Al0.48As ona maua ni uiga lelei o le maua mai le eletise nai lo le InP o se vaega faʻatele i lalo o le tulaga o le tuiina mama o le eletise.
(6)InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs ma InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
O le fua faatatau o le ionization o meafaitino o se mea taua e aʻafia ai le faʻatinoga o le APD. O faʻaiʻuga e faʻaalia ai e mafai ona faʻaleleia le fua faatatau o le collision ionization o le multiplier layer e ala i le faʻalauiloaina o InGaAs (P) /InAlAs ma In (Al) GaAs/InAlAs superlattice structures. I le faʻaaogaina o le superlattice structure, e mafai e le band engineering ona pulea faʻapitoa le asymmetric band edge discontinuity i le va o le conduction band ma le valence band values, ma ia mautinoa o le conduction band discontinuity e sili atu le tele nai lo le valence band discontinuity (ΔEc>>ΔEv). Pe a faʻatusatusa i meafaitino tetele o InGaAs, o le InGaAs/InAlAs quantum well electron ionization rate (a) e matua faʻateleina, ma o electrons ma holes e maua ai le malosi faʻaopoopo. Ona o le ΔEc>>ΔEv, e mafai ona faʻamoemoeina o le malosi e maua e electrons e faʻateleina ai le fua faatatau o le ionization o electron e sili atu nai lo le sao o le malosiaga o le hole i le fua faatatau o le ionization o le hole (b). O le fua faatatau (k) o le fua faatatau o le ionization o le electron i le fua faatatau o le ionization o le hole e faʻateleina. O le mea lea, e mafai ona maua le oloa maualuga o le gain-bandwidth (GBW) ma le maualalo o le pisa e ala i le faʻaaogaina o fausaga superlattice. Peitaʻi, o lenei fausaga o le InGaAs/InAlAs quantum well APD, lea e mafai ona faʻateleina le tau k, e faigata ona faʻaaogaina i mea e maua ai le malamalama. E mafua ona o le faʻateleina o le mea e aʻafia ai le tali maualuga e faʻatapulaʻaina e le tafe pogisa, ae le o le pisa faʻateleina. I lenei fausaga, o le tafe pogisa e mafua tele lava i le aafiaga o le tunneling o le vaega o le lua InGaAs ma se vaapiapi o le band gap, o lea o le faʻalauiloaina o se wide-band gap quaternary alloy, e pei o le InGaAsP poʻo le InAlGaAs, nai lo le InGaAs o le vaega o le lua o le fausaga o le quantum well e mafai ona taofia ai le tafe pogisa.
Taimi na lafoina ai: 13-Nov-2023