Ua haki ka mea nānā kiʻi kiʻi hoʻokahi i ka bottleneck 80%.

Mea nānā kiʻi kiʻi hoʻokahiua haki i ka bottleneck 80%.

Kiʻi kiʻi hoʻokahimea nānā kiʻiua hoʻohana nui ʻia i loko o ke kahua o ka quantum photonics a me ka kiʻi kiʻi hoʻokahi-photon ma muli o ko lākou mau pono paʻa a me nā kumu kūʻai haʻahaʻa, akā ke kū nei lākou me nā bottlenecks ʻenehana.

Nā palena ʻenehana i kēia manawa

1.CMOS a me ka thin-junction SPAD: ʻOiai ua loaʻa iā lākou ka hoʻohui kiʻekiʻe a me ka jitter manawa haʻahaʻa, ʻoi aku ka lahilahi o ka papa absorption (he mau micrometers), a ua kaupalena ʻia ka PDE ma ka ʻāina kokoke-infrared, me kahi 32% wale nō ma 850 nm.

2. Mānoanoa-junction SPAD: He ʻano ʻano ʻāpana hoʻoheheʻe ʻana he ʻumi micrometers ka mānoanoa. Loaʻa i nā huahana kālepa kahi PDE ma kahi o 70% ma 780 nm, akā paʻakikī loa ka haki ʻana i ka 80%.

3. Heluhelu i nā palena kaapuni: Pono ka SPAD hui mānoanoa i ka volta overbias ma luna o 30V no ka hōʻoia ʻana i ka nui o ka avalanche. ʻOiai me kahi voli hoʻopau o 68V i nā kaʻa kuʻuna, hiki ke hoʻonui ʻia ka PDE i 75.1%.

Hoʻoholo

E hoʻonui i ka hana semiconductor o SPAD. Hoʻolālā i hoʻomālamalama ʻia i hope: Pohō nui ʻia nā kiʻi kiʻi i loko o ke silika. ʻO ka hoʻolālā hoʻomālamalama hope e hōʻoia i ka nui o nā kiʻi i loko o ka papa absorption, a ua hoʻokomo ʻia nā electrons i hana ʻia i loko o ka ʻāina avalanche. No ka mea, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka nui o ka ionization o nā electrons i loko o ka silikoni ma mua o nā puka, hāʻawi ka electron injection i kahi kiʻekiʻe o ka avalanche. Ma ka hoʻohana ʻana i ke kaʻina hana diffusion mau o ka boron a me ka phosphorus, ua uku ʻia ka doping pāpaʻu e hoʻopaʻa i ke kahua uila ma ka ʻāina hohonu me ka liʻiliʻi o nā pōʻino aniani, e hōʻemi pono i ka walaʻau e like me DCR.

2. Kiekie-hana heluhelu kaapuni. 50V kiʻekiʻe amplitude quenching Hoʻololi moku'āina wikiwiki; ʻO ka hana multimodal: Ma ka hoʻohui ʻana i ka mana FPGA QUENCHING a me RESET hōʻailona, ​​hoʻololi maʻalahi ma waena o ka hana manuahi (hōʻailona trigger), gating (waho GATE drive), a loaʻa nā ʻano hybrid.

3. ʻO ka hoʻomākaukau ʻana i nā hāmeʻa a me ka hoʻopili ʻana. Hoʻohana ʻia ke kaʻina hana wafer SPAD, me kahi pūʻolo pepeke. Hoʻopaʻa ʻia ka SPAD i ka substrate lawe lawe AlN a hoʻokomo pololei ʻia ma luna o ka thermoelectric cooler (TEC), a loaʻa ka mana wela ma o ka thermistor. Hoʻopili pololei ʻia nā fibers optical multimode me ke kikowaena SPAD e hoʻokō i ka hoʻopili pono ʻana.

4. Hoʻoponopono hoʻokō. Ua hoʻokō ʻia ka calibration me ka 785 nm picosecond pulsed laser diode (100 kHz) a me kahi mea hoʻololi manawa-digital (TDC, 10 ps resolution).

Hōʻuluʻulu manaʻo

Ma ka hoʻonui ʻana i ka hoʻolālā SPAD (kahi mānoanoa, hoʻomālamalama ʻia i hope, uku doping) a me ka hana hou ʻana i ka 50 V quenching circuit, ua lanakila kēia haʻawina i ka PDE o ka mea ʻike kiʻi kiʻi kiʻekiʻe hoʻokahi i kahi kiʻekiʻe o 84.4%. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā huahana pāʻoihana, ua hoʻonui nui ʻia kāna hana holoʻokoʻa, e hāʻawi ana i nā hopena kūpono no nā noi e like me ka quantum communication, quantum computing, a me ke kiʻi kiʻi kiʻekiʻe e koi ana i ka hana ultra-high a me ka hana maʻalahi. Ua hoʻokumu kēia hana i ke kahua paʻa no ka hoʻomohala hou ʻana i ka mea hoʻokumu i ka silikamea ʻike kiʻi hoʻokahiʻenehana.