Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Diode phun bùng kích thích đơn photon InGaAsP/InP với hiệu suất phát hiện photon siêu cao
Tóm tắt
Chúng tôi mô tả một diode phun bùng kích thích đơn photon InGaAsP/InP được chế tạo trong một cấu trúc dị thể với sự hấp thu, phân bố, nạp và nhân riêng biệt. Bằng cách điều khiển điện trường ở trung tâm và xung quanh khu vực hoạt động, các mang điện ảnh hưởng đến cảm ứng chủ yếu được tập trung ở khu vực hoạt động, đặc biệt là ở trung tâm. Các khuyết tật mức sâu không được quan sát rõ ràng, và dòng điện phát sinh thống trị và dòng điện nhờ bẫy hỗ trợ chạy tắc đều bị giảm thiểu đáng kể. Khi hoạt động ở chế độ khóa, hiệu suất phát hiện photon (PDE) đạt được là 70%, với tỷ lệ nhiệt độ tán xạ (DCR) 48 kHz tại 226 K. Tỷ lệ hiện diện sau xung vẫn duy trì dưới 2,2% cho PDE lên tới 62,7%.
Từ khóa
#diode phun bùng kích thích đơn photon #InGaAsP/InP #hiệu suất phát hiện photon #điện trường #mang điện ảnh hưởng #khuyết tật mức sâu #dòng điện phát sinh #dòng điện nhờ bẫy hỗ trợ #chế độ khóa #tỷ lệ tán xạ nhiệt độTài liệu tham khảo
Chen, H., Jiang, M., Sun, S., Tang, G., Liang, L.: Room temperature continuous frequency tuning InGaAs/InP single-photon detector. AIP Adv. 8, 075106 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5030141
Donnelly, J.P., Duerr, E.K., McIntosh, K.A., Dauler, E.A., Oakley, D.C., Groves, S.H., Vineis, C.J., Mahoney, L.J., Molvar, K.M., Hopman, P.I., Jensen, K.E., Smith, G.M., Verghese, S., Shaver, D.C.: Design considerations for 1.06-μm InGaAsP–InP Geiger-mode avalanche photodiodes. IEEE J. Quantum Electron. 42, 797–809 (2006). https://doi.org/10.1109/jqe.2006.877300
Itzler, M.A., Jiang, X., Entwistle, M., Slomkowski, K., Tosi, A., Acerbi, F., Zappa, F., Cova, S.: Advances in InGaAsP-based avalanche diode single photon detectors. J. Mod. Opt. 58, 174–200 (2011). https://doi.org/10.1080/09500340.2010.547262
Itzler, M.A., Krishnamachari, U., Entwistle, M., Jiang, X., Owens, M., Slomkowski, K.: Dark count statistics in Geiger-mode avalanche photodiode cameras for 3-D imaging LADAR. IEEE J Sel. Top. Quantum Electron. 20, 3802111 (2014). https://doi.org/10.1109/jstqe.2014.2321525
Jiang, X., Itzler, M., O’Donnell, K., Entwistle, M., Owens, M., Slomkowski, K., Rangwala, S.: InP-based single-photon detectors and Geiger-mode APD arrays for quantum communications applications. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 3800112 (2015). https://doi.org/10.1109/JSTQE.2014.2358685
Lee, M.S., Byung, K.P., Woo, M.K., Park, C.H., Kim, Y.-S., Han, S.-W., Moon, S.: Countermeasure against blinding attacks on low-noise detectors with a background-noise-cancellation scheme. Phys. Rev. A 94, 062321 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.062321
Liu, M., Hu, C., Bai, X., Guo, X., Campbell, J.C., Pan, Z., Tashima, M.M.: High-performance InGaAs/InP single-photon avalanche photodiode. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 887–894 (2007). https://doi.org/10.1109/jstqe.2007.903855
Petticrew, J.D., Dimler, S.J., Tan, C.H., Ng, J.S.: Modeling temperature-dependent avalanche characteristics of InP. J. Lightwave Technol. 38, 961–965 (2020). https://doi.org/10.1109/JLT.2019.2948072
Ren, J.-G., Xu, P., Yong, H.-L., Zhang, L., Liao, S.-K., Yin, J., Liu, W.-Y., Cai, W.-Q., Yang, M., Li, L., Yang, K.-X., Han, X., Yao, Y.-Q., Li, J., Wu, H.-Y., Wan, S., Liu, L., Liu, D.-Q., Kuang, Y.-W., He, Z.-P., Shang, P., Guo, C., Zheng, R.-H., Tian, K., Zhu, Z.-C., Liu, N.-L., Lu, C.-Y., Shu, R., Chen, Y.-A., Peng, C.-Z., Wang, J.-Y., Pan, J.-W.: Ground-to-satellite quantum teleportation. Nature 549, 70–73 (2017). https://doi.org/10.1038/nature23675
Rogalski, A.: Recent progress in infrared detector technologies. Infrared Phys. Technol. 56, 136–154 (2011). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2010.12.003
Tosi, A., Acerbi, F., Anti, M., Zappa, F.: InGaAs/InP single-photon avalanche diode with reduced afterpulsing and sharp timing response with 30 ps tail. IEEE J. Quantum Electron. 48, 1227–1232 (2012). https://doi.org/10.1109/JQE.2012.2208097
Tu, J., Zhang, S., Zhao, Y.: Device-level optimization of sensitivity in high-speed separated absorption, grading, charge, and multiplication avalanche photodiode. Opt. Eng. 57, 037101 (2018). https://doi.org/10.1117/1.OE.57.3.037101
Uliel, Y., Cohen-Elias, D., Sicron, N., Grimberg, I., Snapi, N., Paltiel, Y., Katz, M.: InGaAs/GaAsSb Type-II superlattice based photodiodes for short wave infrared detection. Infrared Phys. Technol. 84, 63–71 (2017). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2017.02.003
Vasileuski, Y., Malyshev, S., Chizh, A.: Design considerations for guarding-free planner InGaAs/InP avalanche photodiode. Opt. Quantum Electron. 40, 1247–1253 (2008). https://doi.org/10.1063/1.2815916
Wang, R., Tian, Y., Li, Q., Zhao, Y.: High gain and low excess noise InGaAs/InP avalanche photodiode with lateral impact ionization. Appl. Opt. 59, 1980–1984 (2020). https://doi.org/10.1364/AO.382001
Wen, J., Wang, W.J., Chen, X.R., Lu, W.: Origin of large dark current increase in InGaAs/InP avalanche photodiode. J. Appl. Phys. 123, 161530 (2018). https://doi.org/10.1063/1.4999646
Xi, S.P., Gu, Y., Zhang, Y.G., Chen, X.Y., Ma, Y.J., Zhou, L., Du, B., Shao, X.M., Fang, J.X.: InGaAsP/InP photodetectors targeting on 1.06 μm wavelength detection. Infrared Phys. Technol. 75, 65–69 (2016). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2015.12.013
Yan, S., Yang, G., Li, Y., Li, Q., Zhang, B., Zhang, Y., Wang, C.: Pulse-based machine learning: adaptive waveform centroid discrimination for LIDAR system. Infrared Phys. Technol. 103, 103110 (2019). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2019.103100
Yin, J., Cao, Y., Cai, W.-Q., Liu, W.-Y., Zhang, L., Yang, L., Ren, J.-G., Yin, J., Shen, Q., Cao, Y., Li, Z.-P., Li, F.-Z., Chen, X.-W., Sun, L.-H., Jia, J.-J., Wu, J.-C., Jiang, X.-J., Wang, J.-F., Huang, Y.-M., Wang, Q., Zhou, Y.-L., Deng, L., Xi, T., Ma, L., Hu, T., Zhang, Q., Chen, Y.-A., Liu, N.-L., Wang, X.-B., Zhu, Z.-C., Liu, C.-Y., Shu, R., Peng, C.-Z., Wang, J.-Y., Pan, J.-W.: Satellite-to-ground quantum key distribution. Nature 549, 43–47 (2017). https://doi.org/10.1038/nature23655
Zhao, Z.L., Zhang, D.D., Qin, L., Tang, Q., Wu, R.H., Liu, J.J., Zhang, Y.P., Zhang, H., Yuan, X.F., Liu, W.: InGaAs–InP avalanche photodiodes with dark current limited by generation–recombination. Opt. Express 19, 8546–8556 (2011). https://doi.org/10.1364/OE.19.008546