InGaAs ಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ

ಪರಿಚಯಿಸಿInGaAs ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್

ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು InGaAs ಸೂಕ್ತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ ಮತ್ತುಅತಿ ವೇಗದ ಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, InGaAs ನೇರ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಅಗಲವನ್ನು In ಮತ್ತು Ga ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಇದು ವಿಭಿನ್ನ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, In0.53Ga0.47As ಅನ್ನು InP ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದನ್ನು ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆಫೋಟೋ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, InGaAs ಮತ್ತು InP ಎರಡೂ ವಸ್ತುಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ವೇಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅವುಗಳ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ವೇಗಗಳು ಎರಡೂ ಸರಿಸುಮಾರು 1×107cm/s ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, InGaAs ಮತ್ತು InP ವಸ್ತುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೇಗ ಓವರ್‌ಶೂಟ್ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳ ಓವರ್‌ಶೂಟ್ ವೇಗಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 4×107cm/s ಮತ್ತು 6×107cm/s ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ರಾಸಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ. ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ, ಮೇಲ್ಮೈ-ಘಟನೆ ಜೋಡಣೆ ವಿಧಾನವು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. 25 ಗೌಡ್/ಸೆ ಮತ್ತು 56 ಗೌಡ್/ಸೆ ಹೊಂದಿರುವ ಮೇಲ್ಮೈ-ಘಟನೆ ಪತ್ತೆಕಾರಕ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಈಗಾಗಲೇ ಸಾಮೂಹಿಕವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಸಣ್ಣ-ಗಾತ್ರದ, ಬ್ಯಾಕ್-ಘಟನೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮೇಲ್ಮೈ-ಘಟನೆ ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳನ್ನು ಸಹ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತ್ವದಂತಹ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವುಗಳ ಜೋಡಣೆ ವಿಧಾನಗಳ ಮಿತಿಗಳಿಂದಾಗಿ, ಮೇಲ್ಮೈ ಘಟನೆ ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳು ಇತರ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಕಪಲ್ಡ್ InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, 70GHz ಮತ್ತು 110GHz ನ ವಾಣಿಜ್ಯ InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಜೋಡಣೆ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ತಲಾಧಾರದ ವಸ್ತುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಪ್ರಕಾರ, ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಕಪಲ್ಡ್ InGaAs ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು: INP-ಆಧಾರಿತ ಮತ್ತು Si-ಆಧಾರಿತ. InP ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲಿನ ವಸ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಾಧನಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, Si ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ಅಥವಾ ಬಂಧಿತ III-V ಗುಂಪಿನ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ, InGaAs ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು Si ತಲಾಧಾರಗಳ ನಡುವಿನ ವಿವಿಧ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ವಸ್ತು ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಗುಣಮಟ್ಟವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಳಪೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಇನ್ನೂ ಗಣನೀಯ ಅವಕಾಶವಿದೆ.

ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕ ಪರಿಸರಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿಪರೀತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್, ಸಾವಯವ ಮತ್ತು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳಂತಹ ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಶೋಧಕಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿವೆ, ಅವುಗಳು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರತೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವತಃ ಪರಿಸರ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುತ್ತವೆ. ಏತನ್ಮಧ್ಯೆ, ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ಏಕೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇನ್ನೂ ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಶೋಧನೆ ಇನ್ನೂ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

ಇಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಪರಿಚಯವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಧನಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದಾದರೂ, ಡಿಜಿಟಲ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಜನಪ್ರಿಯವಾಗಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಾಧನದ ಪರಾವಲಂಬಿ RC ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದು ಹೇಗೆ ಎಂಬುದು ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ಕಪಲ್ಡ್ ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಯ ನಡುವಿನ ನಿರ್ಬಂಧವು ಮತ್ತೆ ಹೊರಹೊಮ್ಮಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. 200GHz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ 3dB ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೊಂದಿರುವ Ge/Si ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು InGaAs ಫೋಟೋಡೆಕ್ಟರ್ ವರದಿಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಗಳು ತೃಪ್ತಿಕರವಾಗಿಲ್ಲ. ಉತ್ತಮ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಎಂಬುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನಾ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ-ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ವಸ್ತುಗಳು (ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುಣಾಂಕ) ಅಥವಾ ನವೀನ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಸಾಧನ ರಚನೆಗಳ ಪರಿಚಯದ ಅಗತ್ಯವಿರಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸಾಧನದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಲಿಂಕ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪವರ್ ಇನ್ಸಿಡೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಹೈ-ಸೆನ್ಸಿಟಿವಿಟಿ ಡಿಟೆಕ್ಷನ್‌ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಈ ಸನ್ನಿವೇಶವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಹೈ-ಪವರ್ ಇನ್ಸಿಡೆನ್ಸ್‌ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಪವರ್ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೈ-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಸಾಧನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಣ್ಣ-ಗಾತ್ರದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಮತ್ತು ಹೈ-ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್-ಪವರ್ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು ಸುಲಭವಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಸಾಧನಗಳ ವಾಹಕ ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ನಾವೀನ್ಯತೆಗಳು ಬೇಕಾಗಬಹುದು. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಪರಿಹರಿಸಬೇಕಾದ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಹೆಟೆರೊಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಅಥವಾ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಸಾಮರಸ್ಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬಂಧದಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಹೂಡಿಕೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.