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

O le mataupu faavae ma le tulaga o iai nei omasini e iloa ai le solo o le ava (Mea e iloa ai ata o le APD) Vaega Lua

2.2 Fausaga o le pu APD
O le fausaga talafeagai o le chip o le faʻamaoniga autu lea o masini e maualuga le faʻatinoga. O le mamanu fausaga o le APD e mafaufau tele i le RC time constant, hole capture i le heterojunction, carrier transit time through depletion region and something. O le atinaʻeina o lona fausaga o loʻo aoteleina i lalo:

(1) Fausaga faavae
O le fausaga faigofie o le APD e faʻavae i luga o le PIN photodiode, o le vaega P ma le vaega N e matua faʻapipiʻiina, ma o le vaega N-type poʻo le vaega P-type e teteʻe faʻalua e faʻaofiina i le vaega P poʻo le vaega N e lata ane e faʻatupu ai ni eletise lona lua ma ni paga pu, ina ia iloa ai le faʻateleina o le photocurrent muamua. Mo meafaitino InP series, ona o le hole impact ionization coefficient e sili atu nai lo le electron impact ionization coefficient, o le gain region o le N-type doping e masani ona tuʻuina i le vaega P. I se tulaga lelei, naʻo pu e tuiina i totonu o le gain region, o lea ua taʻua ai lenei fausaga o le hole-injected structure.

(2) E eseese le mitiia ma le maua
Ona o le lautele o uiga o le band gap o le InP (O le InP e 1.35eV ma le InGaAs e 0.75eV), e masani ona faʻaaogaina le InP o se mea e fai ai le gain zone ma le InGaAs o se mea e fai ai le mitiia o le band zone.

(3) O fausaga o le mitiia, le fa'asolosolo ma le maua (SAGM) ua fautuaina i le faasologa ta'itasi.
I le taimi nei, o le tele o masini faapisinisi APD e faaaogaina mea InP/InGaAs, InGaAs o le vaega mitiia, InP i lalo o le fanua eletise maualuga (>5x105V/cm) e aunoa ma le malepe, e mafai ona faaaogaina o se mea e maua ai le sone. Mo lenei mea, o le mamanu o lenei APD o le faagasologa o le avalanche e fausia i le N-type InP e ala i le fetoai o pu. I le mafaufauina o le eseesega tele i le va o le band i le va o InP ma InGaAs, o le eseesega o le tulaga o le malosiaga e tusa ma le 0.4eV i le valence band e mafua ai ona poloka pu na gaosia i le vaega mitiia o InGaAs i le pito heterojunction a o lei oo atu i le vaega faateleina o InP ma ua matua faaitiitia le saoasaoa, ma mafua ai ona umi le taimi tali atu ma vaapiapi le bandwidth o lenei APD. E mafai ona foia lenei faafitauli e ala i le faaopoopoina o se vaega fesuiai InGaAsP i le va o mea e lua.

(4) O fausaga o le mitiia, fa'asolosolo, fa'atumuina ma le maua (SAGCM) ua fautuaina i le faasologa ta'itasi.
Ina ia mafai ona toe fetu'una'i le tufatufaina atu o le fanua eletise o le vaega mitiia ma le vaega maua, ua fa'aofiina le vaega molia i totonu o le mamanu o le masini, lea e fa'aleleia atili ai le saoasaoa ma le tali vave mai o le masini.

(5) Fausaga SAGCM ua fa'aleleia atili ai le Resonator (RCE)
I le mamanu sili ona lelei o masini su'esu'e masani ua ta'ua i luga, e tatau ona tatou feagai ma le mea moni o le mafiafia o le vaega mitiia o se mea e feteenai ma le saoasaoa o le masini ma le lelei o le quantum. O le mafiafia manifinifi o le vaega mitiia e mafai ona fa'aitiitia ai le taimi e fesiita'i ai le avefe'au, o lea e mafai ai ona maua se bandwidth tele. Peita'i, i le taimi lava e tasi, ina ia maua ai le lelei tele o le quantum, e mana'omia e le vaega mitiia se mafiafia talafeagai. O le fofo i lenei fa'afitauli e mafai ona avea ma le fausaga o le resonant cavity (RCE), o lona uiga, o le Bragg Reflector tufatufaina (DBR) ua mamanuina i le pito i lalo ma le pito i luga o le masini. O le fa'ata DBR e aofia ai ituaiga meafaitino e lua e maualalo le fa'asinomaga o le refractive ma maualuga le fa'asinomaga o le refractive i le fausaga, ma e lua e tuputupu a'e fa'asolosolo, ma o le mafiafia o vaega ta'itasi e fetaui ma le wavelength o le malamalama e 1/4 i le semiconductor. O le fausaga o le resonator o le masini su'esu'e e mafai ona ausia mana'oga o le saoasaoa, o le mafiafia o le vaega mitiia e mafai ona fa'amamago tele, ma le lelei o le quantum o le eletise e fa'ateleina pe a uma ni nai fa'ata'ita'iga.

(6) Fausaga o le taʻiala o galu e fesoʻotaʻi ma le pito (WG-APD)
O le isi fofo e foia ai le feteenai o aafiaga eseese o le mafiafia o le vaega mitiia i le saoasaoa o le masini ma le lelei o le quantum o le faʻalauiloaina lea o le fausaga o le edge-coupled waveguide. O lenei fausaga e ulufale mai i le malamalama mai le itu, ona o le vaega mitiia e matua umi lava, e faigofie ona maua le lelei tele o le quantum, ma i le taimi lava e tasi, e mafai ona faia le vaega mitiia e matua manifinifi lava, ma faʻaitiitia ai le taimi e feaveaʻi ai le avefeʻau. O le mea lea, o lenei fausaga e foia ai le eseesega o le faalagolago o le bandwidth ma le lelei i le mafiafia o le vaega mitiia, ma e faʻamoemoeina e ausia le fua faatatau maualuga ma le lelei tele o le quantum APD. O le faagasologa o le WG-APD e faigofie atu nai lo le RCE APD, lea e aveese ai le faagasologa faigata o le sauniuniga o le faʻata DBR. O le mea lea, e sili atu ona talafeagai i le matata faatino ma talafeagai mo le fesoʻotaʻiga opitika lautele.

3. Faaiuga
O le atina'eina o le sologa o le avamasini e iloa ai atao loʻo iloiloina meafaitino ma masini. O le fua faatatau o le ionization collision o le electron ma le hole o meafaitino InP e latalata i le InAlAs, lea e oʻo atu ai i le faiga faalua o symbions e lua o le carrier, lea e umi ai le taimi e fausia ai le avalanche ma faateleina ai le pisa. Pe a faatusatusa i meafaitino mama InAlAs, o le InGaAs (P) /InAlAs ma In (Al) GaAs/InAlAs quantum well structures e iai le fua faatatau o le collision ionization coefficients, o lea e mafai ai ona matua suia le faatinoga o le pisa. I tulaga o le fausaga, o le resonator enhanced (RCE) SAGCM structure ma le edge-coupled waveguide structure (WG-APD) ua atiaeina ina ia foia ai feeseeseaiga o aafiaga eseese o le mafiafia o le absorption layer i le saoasaoa o le masini ma le quantum efficiency. Ona o le faigata o le faagasologa, o le faaaogaina atoatoa o nei fausaga e lua e manaomia ona suʻesuʻeina atili.