ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಇಂಗಾಸ್ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್

ಏಕ ಫೋಟಾನ್ದಾಟಿ

ಲಿಡಾರ್‌ನ ತ್ವರಿತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ದಿಲಘು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವಾಹನ ಟ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಶ್ರೇಣಿಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನ ಪತ್ತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಮತ್ತು ಸಮಯ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ನಿಜವಾದ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಬೆಳಕಿನ ಚಿಕ್ಕ ಶಕ್ತಿ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನ ಪತ್ತೆಯ ಅಂತಿಮ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಇಂಗಾಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್, ಐಎನ್‌ಜಿಎಎಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ ಆಧಾರಿತ ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ವೇಗ, ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇನ್-ಗಾಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಕುರಿತು ದೇಶ ಮತ್ತು ವಿದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗಿದೆ.

ಒಂದೇ ಫೋಟಾನ್‌ನ ಅಸ್ಥಿರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಇಟಲಿಯ ಮಿಲನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಮೊದಲು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರುಹಿಮಪಾತ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್1997 ರಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಫೋಟಾನ್ ಅವಲಾಂಚೆ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಅಸ್ಥಿರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡಿತು. ನಂತರ 2006 ರಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು MOCVD ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರುಇಂಗಾಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಕ್ಟರ್ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್, ಇದು ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಪದರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 10% ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. 2014 ರಲ್ಲಿ, ಸತು ಪ್ರಸರಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಲಂಬವಾದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪತ್ತೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, 30%ವರೆಗೆ ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 87 ಪಿಎಸ್ ಸಮಯದ ನಡುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. 2016 ರಲ್ಲಿ, ಸಂಜಾರೊ ಎಂ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಏಕಶಿಲೆಯ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಇನ್‌ಗಾಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿ, ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಎಣಿಕೆಯ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿತು ಮತ್ತು ಹೈಬ್ರಿಡ್ ತಣಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿ ಹಿಮಪಾತದ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಶ್ವಾಸಕೋಶದ ನಂತರದ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ರಾಸ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 70 ಪಿಎಚ್‌ಗೆ ಸಮಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇತರ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪುಗಳು ಇಂಗಾಸ್ ಎಪಿಡಿ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದೆದೌರೇಖೆಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪ್ರಿನ್ಸ್ಟನ್ ಲೈಟ್‌ವೇವ್ ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಇಂಗಾಗಳು/ಇನ್‌ಪ್ಯಾಪ್ಡ್ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯ ಬಳಕೆಗೆ ತಂದಿದೆ. ಶಾಂಘೈ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಿಕಲ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ನ ಏಕ-ಫೋಟಾನ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸತು ನಿಕ್ಷೇಪಗಳನ್ನು ತೆಗೆಯುವುದು ಮತ್ತು ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಬ್ಯಾಲೆನ್ಸ್ಡ್ ಗೇಟ್ ಪಲ್ಸ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು 3.6 × 10 ⁻⁴/ಎನ್ಎಸ್ ನಾಡಿ 1.5 ಮೆಗಾಹರ್ಟ್ z ್ ನಾಡಿ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ನಾಡಿ ಎಣಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿತು. ಜೋಸೆಫ್ ಪಿ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಮೆಸಾ ರಚನೆ ಇಂಗ್‌ಎಎಎಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ವಿಶಾಲವಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್‌ನೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಧಕ್ಕೆಯಾಗದಂತೆ ಕಡಿಮೆ ಡಾರ್ಕ್ ಎಣಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇನ್‌ಗಾಸ್ಪ್ ಅನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಲೇಯರ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿತು.

ಐಎನ್‌ಜಿಎಎಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಸಿಂಗಲ್ ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಮೋಡ್ ಉಚಿತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮೋಡ್ ಆಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಹಿಮಪಾತ ಸಂಭವಿಸಿದ ನಂತರ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಬಾಹ್ಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ತಣಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ತಣಿಸಿದ ನಂತರ ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ವಿಳಂಬ ಸಮಯದ ತಣಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಇದನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ಎರಡು ವಿಧಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ: ಒಂದು ತಣಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಅಥವಾ ಸಕ್ರಿಯ ತಣಿಸುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಆರ್ ಥೂ ಬಳಸುವ ಸಕ್ರಿಯ ತಣಿಸುವ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಇತ್ಯಾದಿ. ಚಿತ್ರ (ಎ), (ಬಿ) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಓಡಿಹೋಗುವಿಕೆಯು ಸರಳೀಕೃತ ಅಥವಾ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಓಡಿಹೋಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಓಡಿಹೋಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಓಡಿಹೋಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಅಥವಾ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಓಡಿಹೋಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯವಾದ ಅಥವಾ ಸಕ್ರಿಯವಾದ ಕುಗ್ಗಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಹಿಂದೆ ಅವಾಸ್ತವಿಕ ನಂತರದ ನಾಡಿ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, 1550 nm ನಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು 10%, ಮತ್ತು ನಂತರದ ನಾಡಿ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು 1%ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದು ಪಕ್ಷಪಾತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ವೇಗವಾಗಿ ತಣಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು. ಇದು ಹಿಮಪಾತ ನಾಡಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ, ತಣಿಸುವ ವಿಳಂಬ ಸಮಯ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಪತ್ತೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಲ್ಸಿ ಕೋಮಂದರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಗೇಟೆಡ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಇಂಗಾಸ್/ಇನ್‌ಪ್ಯಾಪ್‌ಡಿ ಆಧಾರಿತ ಗೇಟೆಡ್ ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಪತ್ತೆ ದಕ್ಷತೆಯು 1550 ಎನ್‌ಎಂನಲ್ಲಿ 55% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿತ್ತು, ಮತ್ತು 7% ನಷ್ಟು ಪಲ್ಸ್ ನಂತರದ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಚೀನಾದ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಮಲ್ಟಿ-ಮೋಡ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಿಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು ಮತ್ತು ಫ್ರೀ-ಮೋಡ್ ಐಎನ್‌ಜಿಎಎಸ್ ಎಪಿಡಿ ಫೋಟೊಡೆಟೆಕ್ಟರ್ ಸಿಂಗಲ್-ಫೋಟಾನ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ (ಸಿ) ಮತ್ತು (ಡಿ) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು 12 ಕಿ.ಮೀ ಎತ್ತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬಹು-ಪದರದ ಮೋಡಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವುದು 1 ಸೆ ಸಮಯದ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮತ್ತು 15 ಮೀ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ.