Zowunikira zithunzi ndi ma wavelength odulidwa

Zojambulajambulandi ma wavelength odulidwa

Nkhaniyi ikuyang'ana kwambiri pa zipangizo ndi mfundo zogwirira ntchito za ma photodetector (makamaka njira yoyankhira yochokera ku chiphunzitso cha band), komanso magawo ofunikira ndi zochitika zogwiritsira ntchito zipangizo zosiyanasiyana za semiconductor.
1. Mfundo yaikulu: Chowunikira zithunzi chimagwira ntchito kutengera mphamvu ya kuwala kwa dzuwa. Ma photon ochitika amafunika kunyamula mphamvu zokwanira (zoposa m'lifupi mwa bandgap Eg ya chinthucho) kuti asonkhe ma elekitironi kuchokera ku valence band kupita ku conduction band, ndikupanga chizindikiro chamagetsi chomwe chimadziwika. Mphamvu ya photon imafanana kwambiri ndi kutalika kwa dzuwa, kotero chowunikiracho chili ndi "kuzungulira kwa dzuwa kodulidwa" (λ c) - kutalika kwa dzuwa komwe kungayankhe, komwe sikungayankhe bwino. Kutalika kwa dzuwa kodulidwa kumatha kuyerekezeredwa pogwiritsa ntchito fomula λ c ≈ 1240/Eg (nm), pomwe Eg imayesedwa mu eV.
2. Zipangizo zofunika kwambiri za semiconductor ndi makhalidwe awo:
Silicon (Si): m'lifupi mwa bandgap pafupifupi 1.12 eV, kutalika kwa mafunde a cutoff pafupifupi 1107 nm. Yoyenera kuzindikira mafunde afupiafupi monga 850 nm, yomwe imagwiritsidwa ntchito kwambiri polumikizira ma fiber optic afupiafupi (monga malo osungira deta).
Gallium arsenide (GaAs): m'lifupi mwa bandgap ya 1.42 eV, kutalika kwa mafunde a cutoff pafupifupi 873 nm. Yoyenera band ya mafunde a 850 nm, ikhoza kuphatikizidwa ndi magwero a kuwala a VCSEL a chinthu chomwecho pa chip imodzi.
Indium gallium arsenide (InGaAs): M'lifupi mwa bandgap mutha kusintha pakati pa 0.36 ~ 1.42 eV, ndipo kutalika kwa mafunde a cutoff kumaphimba 873 ~ 3542 nm. Ndi chipangizo chodziwira bwino mawindo olumikizirana a ulusi a 1310 nm ndi 1550 nm, koma chimafuna gawo la InP ndipo ndi chovuta kuphatikiza ndi ma circuits ozikidwa pa silicon.
Germanium (Ge): yokhala ndi bandgap m'lifupi mwake pafupifupi 0.66 eV ndi cutoff wavelength ya pafupifupi 1879 nm. Imatha kuphimba 1550 nm mpaka 1625 nm (L-band) ndipo imagwirizana ndi ma silicon substrates, zomwe zimapangitsa kuti ikhale yankho lothandiza poyankha ma band ataliatali.
Silikoni germanium alloy (monga Si0.5Ge0.5): m'lifupi mwa bandgap pafupifupi 0.96 eV, kutalika kwa mafunde kwa cutoff pafupifupi 1292 nm. Mwa kugwiritsa ntchito germanium mu silicon, kutalika kwa mafunde kumatha kukulitsidwa mpaka ku ma band ataliatali pa substrate ya silicon.
3. Kugwirizana kwa zochitika za ntchito:
Gulu la 850 nm:Zipangizo zowunikira zithunzi za siliconkapena zida zowunikira zithunzi za GaAs zingagwiritsidwe ntchito.
Gulu la 1310/1550 nm:Zipangizo zowunikira zithunzi za InGaAsamagwiritsidwa ntchito kwambiri. Zowunikira zithunzi za germanium kapena silicon germanium alloy zimathanso kuphimba izi ndipo zitha kukhala ndi zabwino pakuphatikizira kwa silicon.

Ponseponse, kudzera mu mfundo zazikulu za chiphunzitso cha gulu ndi kutalika kwa nthawi, makhalidwe a ntchito ndi kuchuluka kwa kutalika kwa nthawi ya zida zosiyanasiyana za semiconductor mu photodetectors zawunikidwanso mwadongosolo, ndipo ubale wapafupi pakati pa kusankha zinthu, zenera la kutalika kwa nthawi ya kulumikizana kwa fiber optic, ndi mtengo wa njira yolumikizirana wawonetsedwa.