دانلود مقاله ترجمه شده isi

این ترجمه مقاله را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.

فرآیند آشکارسازی نور به ناچار توسط نویز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. بخشی از جریان خروجی آشکارساز نوری با شدت نور ورودی (جریان سیگنال) همبسته است اما بخش دیگر این جریان هیچ همبستگی با نور ورودی ندارد. این مسئله به عنوان “نسبت سیگنال به نویز” S/N تعریف می‌شود

۲٫۱ مقدمه

اهمیت و وسعت کاربرد آشکارسازهای نوری تراهرتز و کوانتوم مادون قرمز برای هر کسی که در این حوزه کار می‌کند واضح و روشن است. آشکارسازهای نوری مادون قرمز مؤلفه‌هایی جالب در ارتباطات نوری، تصویربرداری حرارتی و شبکه‌بندی حسگری هستند. اخیراً آشکارسازهای نوری مادون قرمز به دلیل استفاده‌ی بالقوه‌ی خود در تصویربرداری مادون قرمز دور همچنین اداره‌ی دمای اتاق، که از نقطه نظر کاربر جالب است، توجه بسیار زیادی را به خود جلب نموده است. به طور قراردادی همه‌ی اشیاء بیشتر انرژی خود را به شکل امواج مادون قرمز و تراهرتز ساطع می‌کنند، برای مشاهده‌ی اشیاء و انجام فعالیت‌های فیزیکی در محیط‌های تاریک باید طیف مادون قرمز را مورد نظارت قرار داد.

استفاده از پنجره‌ی مادون قرمز ۳-۵ μm در کاربردهای نظامی، پنجره‌ی ۸-۱۵ μm در تصویربرداری حرارتی و >20 μm در کاربردهای THz نظیر تشخیص‌های پزشکی امری عادی و معمول است. مطالعه‌ی بیشتری بر روی یافتن مواد مناسب برای تشخیص طیف مادون قرمز انجام شده است. با این حال، تشخیص تابش مادون قرمز با طول موج بلند (به عنوان مثال، ۱۰ μm) نیازمند یک شکاف کوچک است (Eg ≈ ۰٫۱ eV). چنین موادی که شکاف باند کوچکی داشته باشند به عنوان موادی شناخته شده‌اند که رشد، فرآوری و ساخت آنها درون دستگاه‌ها نسبت به نیمه رساناهای با شکاف باند بزرگتر دشوارتر است [۱].

این مشکل در طول موج‌های THz حائز اهمیت بیشتری است از این نظر که تشخیص تابش‌های THz از طریق انتقال‌های نوری interband واقعاً غیرممکن است. انتقال‌های intersubband یک جایگزین مناسب برای پوشش طیف مادون قرمز و THz هستند. در همین راستا به منظور حذف مشکلات موجود، ارتقاء پارامترهای تشخیص و برای ادغام آن با سایر قطعات نوری – الکترونیکی، بهینه کردن مصالحه بین قابلیت‌های پاسخ‌دهی و آشکارسازی، مهندسی طیف و به دست آوردن پارامترهای تشخیص مناسب در دمای اتاق، ساختارهای آشکارساز نوری از انبوه تا چاه‌های کوانتومی (QWIP) و نقاط کوانتومی (QDIP) توسعه داده شده‌اند.

ساختار مطالب

ما در این فصل ساختارهای مختلف آشکارسازهای نوری تراهرتز – مادون قرمز QW و QD را مطالعه می‌کنیم. هدف اصلی در طراحی همه‌ی ساختارها غلبه بر موضوعات چالشی در تشخیص سیگنال طول موج بلند است. بخش ۲٫۲ مفاهیم و تعاریف کلی درباره‌ی اصول آشکارساز را پوشش می‌دهد. بخش ۲٫۳ درباره‌ی آشکارسازهای زنجیره‌ای کوانتومی (QCDs) تراهرتز و مادون قرمز بحث می‌کند و در انتهای این بخش دو آشکارساز نوری طول موج دوگانه‌ی جدید ارائه خواهند شد. در بخش ۲٫۴ یک آشکارساز نوری چاه کوانتومی تراهرتز مبتنی بر جذب دو فوتون معرفی خواهد شد.

بخش ۲٫۵ یک مرور اجمالی در مورد آشکارسازهای نوری طول موج بلند نقطه کوانتومی ارائه می‌دهد و همچنین یک آشکارساز نوری تراهرتز نقطه کوانتومی جدید مبتنی بر مفهوم نقص پیشنهاد خواهد شد. آشکارسازی نور مبتنی بر EIT و ساختارهای ممکن برای آشکارساز نوری طول موج بلند بر اساس پدیده‌ی شفافیت ناشی از الکترومغناطیس (EIT) فیزیکی در بخش ۲٫۶ معرفی خواهند شد.

92879


Terahertz and Infrared Quantum Photodetectors

۲٫۱ Introduction

The importance and the application vastity of terahertz and infrared photodetectors are clear for every one working in this field. Infrared photodetectors are interesting components in optical communications, thermal imaging and sensor networking. Recently infrared photodetectors have been the focus of much attention due to its potential use in far-infrared imaging as well as room temperature operation, which is of interest from user’s point of view. Conventionally all objects radiate most of its energy in the form of infrared and terahertz waves, for observing objects and physical activity in dark conditions one must monitor the infrared spectra.

It is usually customary to use the 3–۵ lm infrared window in military applications, 8–۱۵ lm window in thermal imaging and [20 lm in THz applications such as medical diagnostics. More study is done on finding proper material for detecting the infrared spectrum. However the detection of long-wavelength infrared (e.g. 10 lm) radiation requires a small gap (Eg & 0.1 eV). Such small-bandgap materials are well-known to be more difficult to grow, process, and fabricate into devices than are larger bandgap semiconductors [1]. This problem is more critical in THz wavelengths in a manner that it is actually impossible to detect THz radiations via interband optical transitions.

Intersubband transitions are a suitable alternative to cover the infrared and THz spectra. On these lines to remove the present problems, improve the detecting parameters and for integrating it with other optoelectronic devices, optimizing the trade-off between Responsivity and Detectivity, spectra engineering and obtaining to suitable detecting parameters at room temperature, photodetector structures are developed from bulk to quantum wells (QWIP) and dots (QDIP). In this chapter we study different structures of QW and QD terahertz-infrared photodetectors.

The main aim in design of all structures is to overcome the challenging subjects in long-wavelength signal detection. Section 2.2 covers the general concepts and definitions about detector principles. Section 2.3 discuses about the terahertz and infrared quantum cascade detectors (QCDs) and at the end of this section two novel dual-wavelengths photodetectors will be presented.

In Sect. 2.4, aterahertz quantum well photodetector based on two-photon absorption will be introduced. Section 2.5 gives the brief review on quantum dot long-wavelength photodetectors and also a new quantum dot terahertz photodetector based on the concept of defect will be proposed. EIT-based photodetection and possible structures for long-wavelength photodetector based on physical electromagnetically induced transparency phenomena (EIT) will be introduced in Sect. 2.6.

این ترجمه مقاله را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.

درباره احسان رضایی

سفارش ترجمه آنلاین خدمات ترجمه مقاله isi به صورت فوری کاهش هزینه و زمان در سفارش ترجمه آنلاین

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *