ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಜವಾಬ್ದಾರಿ

ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಜವಾಬ್ದಾರಿಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್
ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವಾಗInGaAs ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್, ಎಲ್ಲರೂ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ವಿಶೇಷಣಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತಾರೆ: 10 GHz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು 0.9 A/W ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ. ಡೇಟಾ ಕೈಪಿಡಿಯನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದ ನಂತರ, ಈ ಎರಡು ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ಒಂದೇ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಎಂದಿಗೂ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ನಾನು ಕಂಡುಕೊಂಡೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೇವಲ 0.5 A/W ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಕೆಲವು ನೂರು MHz ಮಾತ್ರ. ಇದು ತಯಾರಕರ ತಾಂತ್ರಿಕ ಸಮಸ್ಯೆಯಲ್ಲ - ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿ ವಿರೋಧಾತ್ಮಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನೀವು ಅದನ್ನು ಎರಡೂ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.
ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯು ಅಂತರ್ಗತ ಭೌತಿಕ ವಿರೋಧಾಭಾಸವಾಗಿದ್ದು, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದರದ ದಪ್ಪದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ನಿಯತಾಂಕದಲ್ಲಿ ಬೇರೂರಿದೆ. ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದರದ ದಪ್ಪವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು (ಆ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ), ಆದರೆ ಇದು ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳ ಸಾಗಣೆ ಸಮಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ (ಆ ಮೂಲಕ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ); ಪ್ರತಿಯಾಗಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪಿನ್ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ, ಎರಡನ್ನೂ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ರಾಜಿ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.
ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಗತಿ ಯೋಜನೆ:
ಈ ವಿರೋಧಾಭಾಸವನ್ನು ಭೇದಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂರು ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಲೇಖನವು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ:
ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಟೈಪ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ (WGPD): ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ದಿಕ್ಕಿನಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಸರಣ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (>40 GHz) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಜವಾಬ್ದಾರಿ (>0.9 A/W) ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವು ಹೆಚ್ಚು.
ಏಕಮುಖ ವಾಹಕ ಸಾಗಣೆ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (UTC-PD): ಕಡಿಮೆ ವೇಗದ ರಂಧ್ರಗಳ ಸಾಗಣೆ ಸಮಯದ ಮಿತಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ, ಡ್ರಿಫ್ಟ್‌ಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (> 100 GHz) ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ರೆಸೋನೆಂಟ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ವರ್ಧಿತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ (RCE): ತೆಳುವಾದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪದರದೊಳಗೆ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸೋನೆಂಟ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿಯನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಶ್ರೇಣಿ) ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿದೆ.
ಯೋಜನೆಯ ಆಯ್ಕೆಗೆ ಸಲಹೆಗಳು:
ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಆದ್ಯತೆಯನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಿ: ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (3 ಪಟ್ಟು ಅಂಚುಗಳೊಂದಿಗೆ) ಆಧರಿಸಿ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗೆ ಕನಿಷ್ಠ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಈ ಸ್ಥಿತಿಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿ.
ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮಟ್ಟದ ಸೂಚಕಗಳಿಗೆ ಗಮನ ಕೊಡಿ: ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುವಾಗ, ಶಬ್ದ ಸಮಾನ ಶಕ್ತಿ (NEP) ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಗೆ ಗಮನ ನೀಡಬೇಕು, ಕೇವಲ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಗೆ ಅಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಬ್ದದೊಂದಿಗೆ ಇರಬಹುದು.
ಪರಿಗಣಿಸಿAPD ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳಲ್ಲಿ: ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ <-30 dBm), ಅವಲಾಂಚೆ ಫೋಟೋಡಿಯೋಡ್‌ನ (APD ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್) ಆಂತರಿಕ ಲಾಭವನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಕೊರತೆಯನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅದರ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಬ್ದಕ್ಕೆ ಗಮನ ನೀಡಬೇಕು.
ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಜೆಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ WGPD ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು: ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (>20 GHz) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಜವಾಬ್ದಾರಿ (>0.8 A/W) ಎರಡರ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ, ಪ್ರಮಾಣಿತ PIN ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಪ್ರಕಾರದ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು (WGPD) ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು.
ತೀರ್ಮಾನ:
ಮಾನದಂಡದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಜವಾಬ್ದಾರಿಯ ವಿನಿಮಯಪಿನ್ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ಅಂತರ್ಗತ ಭೌತಿಕ ಮಿತಿಯಾಗಿದೆ. ಅದನ್ನು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಭೇದಿಸಲು, ವಾಹಕ ಸಾಗಣೆ ಮಾರ್ಗದಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸಾಧನ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ನಾವೀನ್ಯತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ಪರಿಹಾರಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅಭ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು, ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು ಮತ್ತು ಬಜೆಟ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ರಾಜಿ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಇನ್ನೂ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.