Le mataupu faavae ma le tulaga o iai nei o avalanche photodetector (APD photodetector) Vaega Lua

O le mataupu faavae ma le tulaga o iai nei ofa'ailoga ata avalanche (APD photo detector) Vaega Lua

2.2 APD fa'atulagaga chip
O le fa'atulagaina o le va'aiga talafeagai o le fa'amaoniga autu lea o masini fa'atino maualuga. O le fausaga o le APD e masani lava ona manatu i le RC taimi tumau, pu'e pu'e i le heterojunction, fe'avea'i taimi fe'avea'i e ala i le fa'aleagaina o le itulagi ma isi. O le atinaʻeina o lona fausaga o loʻo aoteleina i lalo:

(1) Fa'avae fa'avae
O le fausaga APD sili ona faigofie e faʻavae i luga o le PIN photodiode, o le P region ma le N region e mamafa tele, ma o le N-type poʻo le P-type double-repellant region o loʻo faʻafeiloaʻi i le pito lata ane o le P poʻo le N itulagi e gaosia ai eletise lua ma pu. paga, ina ia iloa ai le faʻalauteleina o le photocurrent muamua. Mo mea fa'asologa InP, ona o le pu e a'afia ai ionization coefficient e sili atu nai lo le electron aafiaga ionization coefficient, o le vaega maua o le N-ituaiga doping e masani lava ona tuu i le itulagi P. I se tulaga lelei, e naʻo pu e tui i totonu o le itulagi maua, o lea e taʻua ai lenei fausaga o le faʻaogaina o le pu.

(2) E iloga le mitiia ma le maua
Ona o le lautele o le va o uiga o le InP (InP o le 1.35eV ma le InGaAs o le 0.75eV), o le InP e masani ona faʻaaogaina e avea ma mea e maua ai sone ma InGaAs e fai ma mea faʻaoga sone.

(3) O fa'asologa o le absorption, gradient and gain (SAGM) o lo'o fa'atulagaina
I le taimi nei, o le tele o masini APD faʻapisinisi e faʻaaogaina mea InP / InGaAs, InGaAs e pei o le absorption layer, InP i lalo o le eletise eletise maualuga (> 5x105V / cm) e aunoa ma le malepelepe, e mafai ona faʻaaogaina e avea o se mea sone maua. Mo lenei mea, o le mamanu o lenei APD o le faʻagasologa o le avalanche e fausia i le N-type InP e ala i le faʻafefe o pu. Mafaufau i le tele o le eseesega i le va o le fusi i le va o InP ma InGaAs, o le eseesega maualuga o le malosi e tusa ma le 0.4eV i le valence band e mafua ai ona faʻalavelaveina pu i totonu o le InGaAs absorption layer i le pito o le heterojunction aʻo leʻi oʻo atu i le InP multiplier layer ma o le saoasaoa e tele. faʻaitiitia, e mafua ai le umi o le tali ma le vaapiapi bandwidth o lenei APD. O lenei faʻafitauli e mafai ona foia e ala i le faʻaopoopoina o se InGaAsP suiga i le va o mea e lua.

(4) O le faʻaogaina, faʻasolosolo, totogi ma maua (SAGCM) fausaga o loʻo faʻatulagaina taʻitasi.
Ina ia mafai ona faʻaleleia atili le tufatufaina atu o le eletise eletise o le absorption layer ma le gain layer, o loʻo tuʻuina atu le faʻapipiʻi totogi i totonu o le mamanu masini, lea e faʻaleleia atili ai le saoasaoa o le masini ma le tali atu.

(5) Resonator enhanced (RCE) fausaga SAGCM
I le faʻataʻitaʻiga sili ona lelei o suʻesuʻega masani, e tatau ona tatou feagai ma le mea moni o le mafiafia o le absorption layer o se mea faʻafeteʻenaʻi mo le saoasaoa o le masini ma le quantum efficiency. O le mafiafia manifinifi o le faʻafefe faʻafefe e mafai ona faʻaitiitia ai le taimi o femalagaiga, o lea e mafai ai ona maua se bandwidth tele. Ae ui i lea, i le taimi lava e tasi, ina ia mafai ona maua le maualuga maualuga, o le absorption layer e tatau ona lava le mafiafia. O le fofo i lenei faʻafitauli e mafai ona avea ma fausaga o le resonant cavity (RCE), o lona uiga, o le tufatufaina atu Bragg Reflector (DBR) ua mamanuina i le pito i lalo ma le pito i luga o le masini. O le faʻata DBR e aofia ai ituaiga e lua o meafaitino ma faʻamaufaʻailoga maualalo maualalo ma faʻamaufaʻailoga maualuga i totonu o le fausaga, ma o le lua e tupu faʻatasi, ma o le mafiafia o vaega taʻitasi e fetaui ma le faʻalavelave faʻafuaseʻi o le galu 1/4 i le semiconductor. O le fausaga o le resonator o le detector e mafai ona ausia le saoasaoa manaʻomia, o le mafiafia o le absorption layer e mafai ona matua manifinifi, ma o le quantum lelei o le eletise e faʻateleina pe a maeʻa ni mafaufauga.

(6) Fa'asologa o ta'iala galu fa'atasi (WG-APD)
O le isi fofo e foia ai le feteenai o aafiaga eseese o le mafiafia o le absorption layer i luga o le saoasaoa o le masini ma le quantum efficiency o le faʻalauiloaina lea o le faʻaogaina o le faʻasologa o galu. O lenei fausaga e ulufale atu i le malamalama mai le itu, ona o le absorption layer e umi tele, e faigofie ona maua le maualuga o le quantum efficiency, ma i le taimi lava e tasi, o le absorption layer e mafai ona matua manifinifi, faʻaitiitia le taimi o femalagaiga. O le mea lea, o lenei fausaga e foia ai le eseese o le faʻalagolago i le bandwidth ma le lelei i luga o le mafiafia o le absorption layer, ma e faʻamoemoe e ausia le maualuga maualuga ma le maualuga o le APD. O le faagasologa o le WG-APD e sili atu ona faigofie nai lo le RCE APD, lea e faʻaumatia ai le faʻalavelave lavelave o sauniuniga o le DBR faʻata. O le mea lea, e sili atu ona mafai i totonu o le fanua aoga ma talafeagai mo fesoʻotaʻiga vaʻaia vaʻaia masani.

3. Faaiuga
Le atina'eina o avalanchefa'ailoga atamea ma masini e toe iloilo. Ole fua ole fa'aogaina ole eletise ma le pu o mea InP e latalata ile InAlAs, lea e tau atu i le fa'aluaina fa'agasologa o va'aiga va'ava'a e lua, lea e umi ai le taimi o le fausiaina o le ava ma fa'ateleina le pisa. Pe a faatusatusa i mea mama InAlAs, InGaAs (P) /InAlAs ma In (Al) GaAs/InAlAs quantum well structures o loʻo i ai le faʻaopoopoga o le faʻatusatusaga o faʻamaʻi ionization coefficients, o lea e mafai ai ona matua suia le faʻatinoga o le pisa. I le tulaga o le fausaga, resonator enhanced (RCE) SAGCM structure ma le pito-coupled waveguide structure (WG-APD) ua atiaʻe ina ia mafai ai ona foia feteenaiga o aafiaga eseese o le mafiafia o le absorption i luga o le saoasaoa o le masini ma le quantum efficiency. Ona o le lavelave o le faagasologa, o le faʻaaogaina atoatoa o nei fausaga e lua e manaʻomia le suʻesuʻeina atili.