韩国开发出更灵敏的光电二极管 可用于车载激光雷达

光电二极管或光电探测器,是可将光能转换成电流的PIN半导体器件。最近,有韩国大学开发出一款近红外(NIR)硅光电二极管,比现有同类产品灵敏度高出三分之一,可用于车载激光雷达、医疗激光器、夜视、图像传感器等。

  光电二极管或光电探测器,是能够将光能转换成电流的PIN半导体器件。据外媒报道,韩国浦项工科大学的一组研究人员近期开发出了一款近红外(NIR)硅光电二极管,比现有的光电二极管灵敏度高出三分之一。

韩国开发出更灵敏的光电二极管 可用于车载激光雷达

图片来源:photonics.com

  现有的近红外光电二极管通常由化学材料制成,需要单独的冷却装置,很难集成。而浦项工科大学Chang-Ki Baek教授领导的一组研究人员采用沙漏型的硅纳米线,增加了硅对红外光的吸收。

  位于纳米线上方,倒转的纳米锥通过产生回音壁式共振,延长了近红外-短波红外(SWIR)光子的停留时间,而下方的纳米锥由于反射率低,能够重新吸收附近纳米线的入射光。

  与现有的平板硅光电子二极管相比,该纳米线在1000纳米波长下,对近红外光的反应增加了29%。研究人员将新研发的光电二极管用于移动心率测量系统中,结果发现,与现有的光电二极管相比,新型光电二极管的灵敏度更高,而且误差率不到1%。

  用于制造光电二极管的硅能够以低成本量产,潜在的应用包括用于自动驾驶车辆的激光雷达、医疗激光器、夜视、图像传感器等。

韩国开发出更灵敏的光电二极管 可用于车载激光雷达

雪崩光电二极管,资料图

  据了解,目前,随着激光雷达在汽车领域的跨越式发展,推动了雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)在汽车领域的应用。雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD),是一种高灵敏度光电探测器,具有内部增益机制和快速上升时间,可在高反向电压下工作。APD可用于那些需要高带宽/高调制频率、较少电子信号放大或低光信号强度,以及低电子噪声的高灵敏探测器和应用。

  雪崩光电二极管适用于高强度环境光照、需计算直接飞行时间(ToF)的长距离应用。此外,其高动态范围使其可满足物体探测、光学距离测量、遥感、扫描等需求。因而,其部分应用包括:物体/形状识别激光测量仪、激光测距仪、区域扫描以及激光雷达(LiDAR)等系统,广泛服务于军事、医疗、工业和汽车等行业。

  由于高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶技术的高速发展,汽车行业从众多应用中脱颖而出,已被证明是APD最有前景的应用领域。预计称,在自动驾驶传感器领域,集成了雪崩光电二极管的激光雷达,在未来将斩获更大的市场份额,实现高速增长。

  除雪崩光电二极管外,PIN光电二极管、单光子雪崩二极管(SPAD)和硅光电倍增管(SiPM)等其它探测器,也可以在激光雷达系统中,根据不同场景作为单颗元件或阵列应用。在这些探测器中,SiPM只能采用硅技术,其它探测器可基于硅或化合物半导体。

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传神阿堵

传感器行业分析师,主要从事传感器应用,市场分析等领域,现为传感器专家网专栏编辑。