inGaAsアバランシェフォトディテクタ

表示されているのはInGaAsアバランシェフォトデテクタです：これらは暗闇を見通し、入射光を電気信号に変換します。これらはインジウムガリウム砒素という光感受性材料で作られています。ノズルが光子を放出すると、それらは溶け、検出器内で電子を作り出します。ここで、物質はこれらの崩れる電子が通過することを許し、我々が測定できるほどの非常に小さな電気量が生成されます——これが検出器の動作原理です。

アバランシェフォトデテクタの性質を考えると、InGaAsデバイスは単にこの微弱な電流を増幅するだけです。その結果、わずかな光でも非常に大きな電気信号を引き起こすことができます（通常では小さなろうそくの光が異常なほど大きな電気信号を生成するようなものです）。この増幅により、物事を探求し研究する際により高い感度を得ることができます。彼らが用いる乗算技術はアバランシェ乗算です。入射光が十分なエネルギーを持っている場合、材料内の電子が原子間で移動し、追加の電荷を放出します。そして、これがループ状に繰り返されるプロセスで、元の電流が無限大に拡大されます。

InGaAs アバランシェフォトディテクタの応用と利点

すべてのアプリケーションの中で、InGaAs アバランシェフォトディテクタは主に使用されており、多くの分野で広範な応用を持っています。その中でも特に重要なのは通信分野です。ここでは、光ファイバー通信システムにおける光信号を検出するために使用されます。電話やインターネットなど、現代の多くのシステムでは長距離通信に光パルスが使われています。しかし、超精密な検出器が必要とされるのはそれから何年も後のことでした。InGaAs アバランシェフォトディテクタ (APD) は、非常に高いゲインを持つため、単一の光子レベルの光強度でも検出でき、比較的簡単に処理可能な強い信号を生成するため、これに非常に適しています。

分光法（衛星マッピング技術）は、InGaAs アバランシェフォトダイオードの多くの用途が展開される分野です。分光法は、物質が発する光や吸収する光を分析するためのツールです。InGaAs アバランシェフォトデテクタは、光の色や波長を見ることができます。スペクトルは指紋に似ており、観測対象を特徴付ける独自の化学的シグネチャです。これは特に化学や材料科学の世界で有用です。

InGaAs アバランシェフォトディテクタを操作するためのヒント

InAs/AlGaSb、In 0.53 Ga 0.47 As APDは、他の種類の検出器に対して以下の利点があります。まず、可視光線では見えず、多くのアプリケーションで必要とされる近赤外線波長に非常に敏感に反応します。具体的には、高い吸収係数を持っています89091011。非常に感度の高い検出器は非常に微弱な信号を見逃す可能性があり、入力回路付きの検出器は応答時間が遅く、精度が低い状態になることがあります。これは、長い信号露出期間（例えば科学実験など）における検出器動作点の安定性の向上が必要であることを意味します。RIEZLER センサ/モニタなど。
最先端技術に InGaAs アバランシェフォトディテクタを取り入れる方法

例えば、LiDARシステムでの光検出に頻繁に使用されるInGaAsアバランシェフォトデテクタなどは、μWレベルのレーザ信号を検出するために使われます。この用語は、シナリオの詳細まで明確に定義された政策画像に変換されます。これは、自律走行車が障害物を停止または回避できるかどうかを知る必要があるため、非常に重要です。これらのセンサがないと、車が安全に移動するのは困難になります。
InGaAs アバランシェフォトディテクタ技術における今後の発展と革新

このデータセットは、医療画像の生成にも基盤となっています。900～1300 nmの近赤外線は、可視光に比べて人体組織への透過性が高くなります。これが、内部解剖学的構造を観察するための優れたイメージングツールとして使用される主な理由です。シリコン・アバランシェフォト検出器ではピクセル近くに増幅器を含める必要がありましたが、InGaAsを使用してこれらの小さなチップを使うことで、高利得検出により直接より強力な信号を得ることができます。これは単にシリコンの波長範囲を超えて一部の赤外線領域まで拡張された特性です。これらの近赤外線周波数を検出し読み取ることで、医師は実質的にX線のような視力を得ます。この技術は医療の分野を変革しており、患者の結果においてもそれが言えるでしょう。

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