Ki enpòtans vitès repons dyod yo nan ekipman dyagnostik optik?

1, prensip teknik: Sans fizik nan vitès repons
Vitès repons yon dyod se esansyèlman yon refleksyon konplè sou jenerasyon, transmisyon, ak pwosesis rekonbinasyon foto ki pwodui transpòtè chaj yo. Lè enèji foton an depase lajè bandgap nan materyèl semi-conducteurs, elektwon valans band tranzisyon nan gwoup la kondiksyon yo fòme pè twou elèktron, jenere fotokouran anba aksyon an nan bati -nan jaden elektrik la. Pwosesis sa a enplike twa paramèt tan kle:

Tan jenerasyon konpayi asirans: Akòz enfliyans nan koyefisyan absòpsyon materyèl, materyèl bandgap dirèk tankou galyòm arsenide (GaAs) ka ranpli absòpsyon foton ak jenerasyon konpayi asirans nan pikosekond, pandan y ap materyèl bandgap endirèk tankou Silisyòm mande nanoseconds.
Tan transpò transpòtè: PIN dyod diminye chemen transpò transpòtè a nan nivo mikromèt lè yo optimize epesè kouch intrinsèque a, epi ak materyèl mobilite elèktron segondè tankou fosfid Endyòm InP, tan transpò a ka kontwole nan 10ps.
Efè kapasite Junction: Kapasite parazit nan dyod la pral fòme reta RC. Lè w itilize estrikti heterojunction ak teknoloji pasivasyon sifas, kapasite junction la ka redwi a pi ba pase 0.1pF, amelyore siyifikativman kapasite repons frekans segondè -.
Lè w pran aplikasyon Tektronix osiloskòp nan tès lidar kòm egzanp, fotodyode lavalas (APD) li yo ka reyalize 0.5ns tan repons nan 1550nm longèdonn atravè mekanis benefis entèn yo, epi li ka byen kaptire tan vwayaj la nanoskond batman kè ak 20GHz lazè batman kè ak 20GHz bandwidth nan sistèm otomèt la ka asire osiloskòp la nan pozisyon otomèt la. 200m distans.

2, senaryo aplikasyon: vitès detèmine efikasite sistèm
1. Endistriyèl otomatik tès
Nan deteksyon defo sifas nan pwodwi 3C, kamera lineyè CCD a sèvi ak yon etalaj fotodyode InGaAs ak yon tan repons nan 2ns, konbine avèk yon frekans optik liy 100kHz, pou konplete rekonesans defo nivo mikromèt panno gwosè A4 nan 0.1 segonn. Yon konpayi anbalaj semi-conducteurs te amelyore debi deteksyon wafer li yo soti nan 300 wafers pou chak èdtan a 800 wafers pou chak èdtan pa amelyore nan yon Capteur APD 0.5ns reponn, sa ki lakòz yon ogmantasyon 37% nan efikasite ekipman jeneral (OEE).

2. Dyagnostik medikal D '
Nan ekipman OCT (Optical Coherence Tomography), detektè balanse a adopte yon estrikti diferans dyòd PIN doub, reyalize 15 μ m rezolisyon axial nan yon longèdonn 1310nm ak yon tan repons nan 0.3ns. Apre amelyorasyon nan yon sistèm OCT oftalmik, estrikti nan dis kouch nan retin a ka byen klè distenge, ki amelyore presizyon nan dyagnostik bonè nan retinopati dyabèt soti nan 78% a 92%.

3. sistèm kominikasyon lazè
Nan yon modil optik 100Gbps, yon dyòd PIN konbine avèk yon anplifikatè transimpedans (TIA) reyalize yon tan repons nan 0.8ns nan yon longèdonn 1550nm, asire ke degre ouvèti ak fèmen je a pi gran pase 80% ak pousantaj erè ti jan (BER) pi bon pase 1¹²⁻¹²⁻. Yon sant done te deplwaye teknoloji sa a pou ogmante kapasite transmisyon fib sèl soti nan 40Tbps a 100Tbps, diminye konsomasyon enèji inite a pa 42%.

4. Siveyans anviwònman jaden
Nan sistèm deteksyon atmosferik LIDAR la, yo itilize yon etalaj APD ki gen yon tan repons 0.2ns, konbine avèk pulsasyon lazè 532nm, pou kontwole distribisyon konsantrasyon aerosol nan tan reyèl-nan yon ranje wotè 20km. Apre amelyore ekipman li yo, yon depatman meteyorolojik pwolonje tan an prediksyon PM2.5 soti nan 6 èdtan a 24 èdtan, ogmante presizyon nan previzyon an pa 18 pwen pousantaj.

3, Optimizasyon pèfòmans: zouti teknolojik miltidimansyonèl
1. inovasyon materyèl
Nitrure Galyòm (GaN) ki baze dyod reyalize yon repons 0.1ns nan yon longèdonn 405nm, ki se senk fwa pi wo pase materyèl tradisyonèl GaAs. Yo te aplike nan limyè ble DVD tèt lekti ak kominikasyon lazè anba dlo.
Materyèl pwen kwantik elaji ranje longèdonn repons dyòd a 300-2000nm pa ajiste lajè bandgap la, satisfè egzijans dyagnostik miltispektral la.
2. Optimizasyon estriktirèl
Plasmon sifas amelyore estrikti a amelyore efikasite konvèsyon foto-elektrik la pa 30% atravè efè a lokalize amelyorasyon jaden nan nanopartikul metal, pandan y ap kenbe yon vitès repons nan 0.5ns.
Teknoloji entegrasyon 3D vètikal pile dyod ak chips TIA, diminye kapasite parazit pa 60% epi reyalize lajè repons modil ki depase 30GHz.
3. Pwosesis amelyorasyon
Teknoloji epitaksi molekilè gwo bout bwa (MBE) ka kontwole preparasyon kouch semi-conducteurs ak planite nivo atomik, diminye aktyèl nwa a 0.1nA ak amelyore rapò siyal -a- bri pa 20dB.
Teknoloji gwo twou san fon reyaktif ion grave (DRIE) reyalize mikwo echèl pwosesis estriktirèl, diminye kapasite junction dyod la a 0.05pF ak siyifikativman amelyore karakteristik frekans segondè -.