This paper presents a neutron/gamma detector based on a micropixel avalanche photodiode and a plastic scintillator that monitors the status of the accelerator-driven intense resonance neutron source (IREN) facility by measuring the neutron/gamma intensity in the target hall. The electronics of the neutron/gamma detector has been designed and developed. The size of the plastic scintillator was selected to be 3.7 × 3.7 × 30 mm3 due to the sensitive area of the MAPD. The experimental results demonstrated a dependence between the count rate of the detector and the frequency of the accelerator. The detector is sensitive to intermediate and fast neutrons. The minimum detectable energy was determined to be 200 keV using Cs-137 point gamma source. The maximum counting rate of the detector from TTL out is about 2.2⋅106 counts/sec, but for analogue output it is about 2⋅107 counts/sec. The detector can not allow discriminating neutrons and gamma rays by charge integration method.
The dependence of the electrical properties in planar MQW - APD & pn, and p - i - n photodiode implanted with oxygen on the annealing emperatures and ion dose has been investigated. The oxygen implantation was performed for inter-device isolation. The leakage current of as-impanted p-i-n photodiode obtained was less than 50 nA. An annelaing temperature dependence study shows an abrupt increase of leakge current at 600.deg.C for all devices under study. This indicates that donor complex centers introduced by the chemical activity of oxygen increase with increasing annelaing temperatures. Furthermore, leakage current was highly correlated with oxygen dose due to th eimplanted related defects.
With the progress of semiconductor processing technology, avalanohe photodiodes (APDs) based on InP/InGaAs are used for high-speed optical receiver modules. Planar-type APDs give higher reliability than mesa-type APDs. However, Planar-type APDs are struggled with a problem of intensed electric field at the junction curvature, which causes edge breakdown phenomena at the junction periphery. In this paper, we focused on studying the effects of junction curvature for APDs performances by different etching processes followed by single diffusion to from p-n junction. The performance of each process is characterized by observing electric field profiles and carrier generation rates. From the results, it can be understood to predict the optimum structure, which can minimize edge breakdown and improve the manufacturability.
In this paper, we present parameter optimization technique for GaAs/AlGaAs multiple quantum well avalanche photodiodes used for image capture mechanism in high-definition system. Even under flawless environment in semiconductor manufacturing process, random variation in process parameters can bring the fluctuation to device performance. The precise modeling for this variation is thus required for accurate prediction of device performance. The precise modeling for this variation is thus required for accurate prediction of device performance. This paper will first use experimental design and neural networks to model the nonlinear relationship between device process parameters and device performance parameters. The derived model was then put into genetic algorithms to acquire optimized device process parameters. From the optimized technique, we can predict device performance before high-volume manufacturign, and also increase production efficiency.
본 논문에서는 3차원 영상 획득을 위한 LADAR(LAser Detection And Ranging)용 광수신기 모듈을 설계-제작하고 측정한 결과를 보고한다. 광수신기 모듈은 1 km 이상의 거리에서도 신호를 측정할 수 있도록 디지털모드(Geiger Mode)에서 동작하는 InGaAs APD(Avalanche Photodiode)로 설계하였으며, $16{\pm}16$ FPA(Focal Plane Array)로 설계-제작하였다. 디지털모드(Geiger Mode)는 항복전압 이상의 영역에서 동작하여 작은 광에 대해 반응 할 수 있게 큰 증폭률을 가지게 된다. 1ns의 FWHM(Full Width at Half Maximum)을 갖는 펄스를 수광할 수 있고, 배열 크기는 $16{\pm}16$, Geiger Mode 동작 등의 특성을 만족하도록 광수신기를 구성하기 위해 ROIC(Read Out Integrated Circuit)를 자체적으로 설계-제작하였다. 제작된 광수신기 모듈은 원거리 표적정보 획득이 가능하며, PDE(Photon Detection Efficiency)는 28%, DCR(Dark Count Rate)은 140 kHz 이하의 특성을 보였으며, LADAR 시스템에서 3차원 영상을 획득하였다. 이는 $16{\pm}16$ FPA APD를 이용한 광수신기에서 가장 우수한 특성을 나타낸 것이다.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제2C권5호
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pp.273-278
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2002
Even though the modulating signal frequency of the light is too high to detect directly, the signal can be extracted by frequency conversion at the same time as the detection by means of the non-linearity of the APD. An analysis is presented for super-high-speed optical demodulation by an APD with electronic mixing. A normalized gain is defined to evaluate the performance of the frequency conversion demodulation. The nonlinear effect of the internal capacitance was included in the small signal circuit analysis. We showed theoretically and experimentally that the normalized gain is dependent on the down converted difference frequency component. In the experiment, the down converted different frequency outputs became larger than the directly detected original signal for the applied local signal of 20㏈m.
The multiplication region of an APD(Avalanche photodiode) plays a critical role in determining the gain, the multiplication noise, and the gain-bandwidth product. we compared and analyzed the local model and the non-local model for a 10Gb/s APD designing.
시간 정보를 이용하여 거리 측정 및 물체 탐지 등에 사용되고 있는 Time of Flight(ToF) LiDAR(Light Detection And Ranging) 기술이 자율 주행 자동차, 지형 분석 같이 보다 정밀 측정이 필요한 분야에 응용되면서 ToF 시간 정보 추출에 대한 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 ToF 시간 정보의 정확성의 지표로 timing jitter를 사용하였고, 약 31M free space 환경에서 1.5um 파장의 MOPA LASER와 InGaAs Avalanche Photodiode(APD)로 이루어진 Single-Shot LiDAR system(SSLs)을 통해 측정 및 분석하였다. 또한 SSLs를 통해 측정된 데이터에 curve fitting 방법인 spline interpolation과 반복 측정된 피크 데이터를 이용하는 multiple-shot averaging 방법을 적용하여 timing jitter 개선결과를 제시하였다.
Kim, Jong-Deog;Le, Quan;Lee, Mun-Seob;Yoo, Hark;Lee, Dong-Soo;Park, Chang-Soo
ETRI Journal
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제31권5호
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pp.622-624
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2009
This letter presents a compact 2.5 Gb/s burst-mode receiver using the first reported monolithic amplifier IC developed with 0.25 ${\mu}m$ SiGe BiCMOS technology. With optimum avalanche photodiode gain, the receiver module can obtain a fast response, high sensitivity and wide dynamic range, satisfying the overhead timing and various power specifications for a 2.5 Gb/s next-generation passive optical network (PON), as well as a legacy 1.25 Gb/s PON in the upstream.
정밀한 계측의 필요성이 높아지면서 레이저는 그 신뢰성과 사용 편의성으로 인해 거리측정에도 높은 활용을 보이고 있다. 레이저 거리측정기(laser range finder, LRF)의 원리는 20ns 미만의 짧은 레이저 펄스를 표적에 발사한 후 반사되어 돌아오는 신호의 시간과 빛의 속도를 곱하여 거리를 계산하는 방식이다. 이러한 반사펄스(pulse-echo techniques)법은 수m-수백만 km까지의 거리측정에 사용되는 방식으로서 정밀하고 빠른 측정이 가능할 뿐 아니라 단지 목표물을 확인하고 측정버튼을 누름으로써 결과를 얻을 수 있는 사용 편의성을 장점으로 한다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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