Новое исследование показывает рекордный лавинный фотодиод для безопасной для глаз LiDAR

Исследовательская группа, состоящая из инженеров-электриков и компьютерщиков из Университета Вирджинии и Техасского университета в Остине, разработала лавинный фотодиод, который достиг рекордной производительности, которая могла преобразовать компоненты приемника для LiDAR.

Прорыв был опубликован в журнале Nature Photonics 18 мая 2020 года под названием «Низкошумные высокотемпературные лавинные фотодиоды AlInAsSb / GaSb для применений 2 мкм». Исследователи заявили, что малошумящий лавинный фотодиод диаметром 2 мкм может обеспечить безопасную для глаз работу с высокой мощностью.

Команда использовала новые оптические и электрические характеристики цифрового сплава, созданного в Лаборатории современной полупроводниковой эпитаксии. Сет Р. Банк, профессор Техасского университета, использовал молекулярно-лучевую эпитаксию для выращивания сплава, состоящего из алюминия, индия, мышьяка и сурьмы. Сплав сочетает в себе длинноволновую чувствительность, сверхнизкий уровень шума и гибкость конструкции, необходимую для достижения низких темновых токов, что недоступно в существующих технологиях материалов с низким уровнем шума лавинных фотодиодов.

(Изображение: Университет Вирджинии)

«Наша способность контролировать процесс роста кристаллов вплоть до одноатомного масштаба позволяет нам синтезировать кристаллы, которые запрещены в природе, а также проектировать их так, чтобы они одновременно обладали идеальной комбинацией фундаментальных свойств материала, необходимых для эффективного фотодетектирования», – сказал Банк. ,

Лавинный фотодиод команды является идеальным решением для компактных высокочувствительных LiDAR-приемников. Во многих приложениях LiDAR, таких как робототехника, автономные транспортные средства, наблюдение за обширной территорией и картографирование местности, требуются датчики высокого разрешения, которые могут обнаруживать сильно ослабленные оптические сигналы, отраженные от удаленных объектов. Однако безопасность глаз ограничила применение этих систем LiDAR следующего поколения, поскольку необходимая более высокая мощность лазера повышает риск повреждения глаз.

«Окно с 2 микрометрами идеально подходит для систем LiDAR, потому что оно считается безопасным для глаз и расширяет зону обнаружения». Кэмпбелл сказал. «Я могу представить, как наш лавинный фотодиод воздействует на многочисленные ключевые технологии, которые используют детекторы с высокой чувствительностью».