Es werden InGaAs-Lawinendetektoren betrachtet: Sie sehen in der Dunkelheit und machen daraus ein elektrisches Signal. Diese bestehen aus dem lichtempfindlichen Material Indiumgalliumarsenid. Wenn die Düse Photonen freisetzt, schmelzen sie und erzeugen Elektronen im Detektor. Hierbei erlaubt das Material diesen sich bewegenden Elektronen durchzulaufen, was zu einer nahezu vernachlässigbaren Menge an Elektrizität führt, die wir messen können – so funktioniert der Detektor.
Angesichts der Natur eines Lawinenfotodetektors verstärken InGaAs-Geräte einfach diesen schwachen Strom. Als Ergebnis kann sogar das kleinste bisschen Licht einen im Wesentlichen riesigen elektrischen Signal auslösen (ein normaler kleiner Kerzenschein erzeugt einen verrückten kleinen eigenen elektrischen Signal). Diese Verstärkung gibt uns mehr Empfindlichkeit, wenn wir versuchen, Dinge zu erforschen und zu studieren. Die Technik, die sie zur Durchführung der Multiplikation verwenden, ist die Lawinenmultiplikation. Wenn das einfallende Licht genügend Energie hat, rebellieren Elektronen im Material, springen von Atom zu Atom und verursachen zusätzliche solche Ladungen. Und dies ist der Prozess, der sich in einer Schleife wiederholt und den ursprünglichen Strom ins Unendliche erweitert.
Unter allen Anwendungen werden InGaAs-Lawinendetektoren hauptsächlich eingesetzt und haben eine breite Anwendung in den meisten Bereichen. Einige der wichtigsten sind in der Telekommunikation. Dort werden sie verwendet, um Lichtsignale in Faserkabel-Kommunikationssystemen zu erfassen. Das ist großartig, wenn es um Ihre Telefone, das Internet – nennen Sie es – geht; Lichtimpulse sind das, was die meisten modernen Systeme bei der Langstreckenkommunikation verwenden. Allerdings erfordert es ultrapräzise Detektoren, die erst viele Jahre später entwickelt wurden. InGaAs-Lawinendetektoren (APDs) eignen sich gut dafür, da sie einen sehr hohen Verstärkungsfaktor aufweisen und daher Lichtintensitäten so niedrig wie einzelne Photonen detektieren können, aber starke Signale erzeugen, die relativ einfach verarbeitet werden können.
Spektroskopie (Satellitenkartierungsverfahren) Viele Anwendungen von InGaAs-Lawinendioden liegen im Bereich der Spektroskopie. Spektroskopie ist ein Werkzeug, das es ermöglicht, das Licht zu analysieren, das von Materialien emittiert oder absorbiert wird. InGaAs-Lawinenfotodetektoren können Farben und Wellenlängen von Licht wahrnehmen. Spektren sind类似如Fingerabdrücke, eindeutige chemische Signaturen, die das charakterisieren, worauf sie blicken. Dies ist besonders gut in der Welt der Chemie und der Materialwissenschaften.
InAs/AlGaSb, In 0.53 Ga 0.47 As APD bieten im Vergleich zu anderen Detektortypen folgende Vorteile; erstens reagieren sie stark auf Wellenlängen im nahen Infrarotbereich (die weder vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können und für viele Anwendungen benötigt werden), spezifisch haben sie einen hohen Absorptionskoeffizienten89091011. Sehr empfindliche Detektoren können sehr schwache Signale verpassen, und Detektoren mit Eingangsschaltungen können eine langsame Reaktionszeit und eine geringe Genauigkeit aufweisen – Zustände, die eine verbesserte Stabilität des Betriebspunktes des Detektors über lange Signalaufnahmephasen (wie bei wissenschaftlichen Experimenten) erfordern könnten. Die RIEZLER Sensoren/Monitore etc.
Wie zum Beispiel InGaAs-Lawinenfotodetektoren, die häufig für die Lichtdetektion in Lidar-Systemen verwendet werden, um Laser-Signale auf μW-Niveau zu erkennen. Diese Terminologie übersetzt sich in klare Politik-Bilder und definiert bis ins Detail die Szenarien. Dies ist kritisch für Anwendungen wie selbstfahrende Autos, bei denen du wissen musst, dass dein autonomes Fahrzeug eine Hindernis stoppt oder umfährt, um sicher zu fahren. Ohne diese Sensoren hätten die Autos große Schwierigkeiten, sich sicher zu bewegen.
Dieser Datensatz dient auch als Grundlage für die Erstellung medizinischer Bildgebung. Nahe-Infrarotlicht im Bereich von 900–1300 nm ermöglicht eine größere Durchdringung von menschlichem Gewebe im Vergleich zu sichtbaren Frequenzen. Dies ist der Hauptgrund, warum es als hervorragendes Bildgebungsmedium zur Darstellung innerer anatomischer Strukturen verwendet wird. Während Silizium-Avalanche-Photodetektoren Verstärker nahe den Pixeln integrieren mussten, erzeugt die Verwendung von InGaAs mit diesen kleineren Chips intensivere Signale direkt durch detektionsgesteuerten Verstärkung; eine Eigenschaft, die sich von gerade einmal über dem Wellenlängenbereich von Silizium in einige Bereiche des Infraroten erstreckt. Durch die Erfassung und Auswertung dieser nahen Infrarotfrequenzen erhalten Ärzte quasi Röntgenblick. Diese Technologie verändert die Gesundheitsversorgung und hat auch Auswirkungen auf das Behandlungsergebnis der Patienten.
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