افزایش عملكرد آشكارسازهای نوری : پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس، موفق ...
پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس، موفق به طراحی آشكارسازهای جدیدی شدند كه عملكرد مناسب‌تری نسبت به آشكارسازهای نوری معمولی در مخابرات نوری فضای آزاد دارند.
آشكارسازهای فروسرخ نقطه كوانتومی یا (QDIP) از قطعات كوانتومی نوری و با ابعادی در محدوده ۱۰ تا ۳۰ نانومتر هستند كه نسبت به انواع قبلی، جریان تاریك كمتر، پاسخ‌دهی بالاتر، آشكارسازی بالاتر و قابلیت آشكارسازی نور با تابش عمودی بهتری دارند.
این آشكارسازها در ابتدای راه هستند، از این رو تحقیقی با هدف بهینه‌سازی و افزایش قابلیت‌های آن در دانشگاه تربیت مدرس انجام شده‌است.
علی میر مجری این طرح گفت: در این تحقیق، به طراحی و تحلیل یك آشكارساز نقطه كوانتومی فروسرخ یا به اختصار QDIP پرداختیم كه بتواند در مخابرات نوری فضای آزاد و در محدوده طیف فركانسی ۸-۱۲ ?m، دارای عملكرد مناسبی باشد، به‌طوری‌كه مشكلات مربوط به آشكارسازهای نوری معمولی (كه در طول موج ۱/۵۵ ?m و یا حتی بالاتر كار می‌كنند)، نداشته باشد.
دانشجوی دكتری مهندسی برق- الكترونیك از دانشگاه تربیت مدرس، برای انجام این كار پژوهشی، ابتدا نقاط كوانتومی خودساختار یافته هرمی شكل InAs/GaAs را در نظر گرفته و با استفاده از روش k.p هشت باندی، با لحاظ كردن اثرات اختلاط باندهای آنها بر همدیگر، ترازهای انرژی و توابع موج آنها را به‌دست آورده‌است.
سپس با استفاده از ترازهای به‌دست آمده، ابعاد نقاط كوانتومی برای جذب نور را در محدوده ۸-۱۲ m تعیین و از چندین لایه از این ساختار، برای ایجاد ناحیه فعال QDIP استفاده نموده‌است. برای كاهش جریان تاریك در QDIP نیز، لایه‌های نامتقارن تشدیدگر چاه‌ها و سدهای كوانتومی و برای افزایش ضریب پاسخ‌دهی QDIP، یك كاواك تشدیدگر در طول موج ۱۰ m را طراحی و استفاده نموده و آشكارساز مناسب را ایجاد كرده‌است.
در نهایت علاوه بر تحلیل استاتیكی، تحلیل دینامیكی این نوع آشكارساز نوری را انجام و برای آن یك مدار معادل الكتریكی نیز پیشنهاد كرده‌است.
میر در مورد نتایج این كار پژوهشی گفت: با این تحقیق توانستیم ترازهای انرژی و توابع موج نقاط كوانتومی هرمی شكل خودساختار یافته را محاسبه و سپس ابعاد نقاط كوانتومی را برای جذب در محدوده‌های مختلف فروسرخ (مادون قرمز) تعیین نماییم.
در ادامه یك ساختار نامتقارن تشدیدگر كاهش‌دهنده جریان تاریك برای آشكارسازهای نوری فروسرخ مشخص و یك كاواك تشدیدگر نیز برای افزایش راندمان كوانتومی طراحی كردیم.
بدین ترتیب، ضریب پاسخ‌دهی آشكارساز را بهبود داده و آشكارسازهای نقطه كوانتومی فروسرخ را تحلیل استاتیكی و دینامیكی كردیم. در نهایت یك مدل مداری را برای آشكارساز نقطه كوانتومی فروسرخ ارایه دادیم.
آشكارساز طراحی شده در این پژوهش، دارای دمای كاری و ضریب پاسخ‌دهی بالاتری نسبت به آشكارسازهای دیگر است كه می‌تواند به‌عنوان گیرنده و یا آشكارساز در صنایع نظامی، پزشكی، مخابراتی و به طور كلی به‌عنوان یك حسگر نوری دقیق و قابل اطمینان به‌كار رود.
این پژوهش كه با راهنمایی وحید احمدی انجام شده، در مجلهJournal of Modern Optics(جلد۵۶ ، صفحات۱۷۱۲-۱۷۰۴، سال ۲۰۰۹) منتشر شده‌است..../ تحلیل : خبرگزارى فارس
ویدیو : افزایش عملكرد آشكارسازهای نوری