InGaAs-Avalanche-Photodioden für bildgebende Verfahren im kurzwelligen Infrarot

Hochempfindliche InGaAs-Detektoren für das kurzwellige Infrarot bieten Eigenschaften, die in der Verteidigungs- und Sicherheitstechnik genutzt werden können. Zur zuverlässigen Detektion schwacher optischer Signale sind Avalanche-Photodioden (APDs) mit ihrer Signalverstärkung bestens geeignet. Durch die Weiterentwicklung von APD-Strukturen konnte hier das mit 640×512 Pixeln erste hochauflösende InGaAs/InAlAs-APD-Array demonstriert werden.

Hochempfindliche InGaAs-Detektoren für das kurzwellige Infrarot bieten interessante Eigenschaften, die in der industriellen Prozesskontrolle oder auch in der Verteidigungs- und Sicherheitstechnik vorteilhaft genutzt werden können. In bildgebenden Systemen können augensichere Laser um 1,55 Mikrometer Wellenlänge dazu eingesetzt werden, geschlossene Räume auszuleuchten oder weit entfernte Objekte gezielt zu beleuchten. Dabei dringt kurzwellige Infrarotstrahlung im Vergleich zu sichtbarem Licht um ein Vielfaches besser durch Nebel oder Rauch. Zur zuverlässigen Detektion der schwachen optischen Signale sind Avalanche-Photodioden (APDs) mit ihrer internen Signalverstärkung bestens geeignet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Herstellung eines hochauflösenden Detektor-Arrays basierend auf InGaAs/InAlAs-APDs zum Einsatz in einer empfindlichen Infrarotkamera für den SWIR-Bereich. Durch die konsequente Weiterentwicklung von APD-Strukturen konnte das mit 640×512 Pixeln erste hochauflösende InGaAs/InAlAs-APD-Array demonstriert werden. Die gezeigten Betriebstemperaturen von bis zu 260 K ermöglichen durch den Einsatz von thermoelektrischen Bauelementen eine kompakte und energieeffiziente Bauweise.

Klappentext

Hochempfindliche InGaAs-Detektoren für das kurzwellige Infrarot bieten interessante Eigenschaften, die in der industriellen Prozesskontrolle oder auch in der Verteidigungs- und Sicherheitstechnik vorteilhaft genutzt werden können. In bildgebenden Systemen können augensichere Laser um 1,55 Mikrometer Wellenlänge dazu eingesetzt werden, geschlossene Räume auszuleuchten oder weit entfernte Objekte gezielt zu beleuchten. Dabei dringt kurzwellige Infrarotstrahlung im Vergleich zu sichtbarem Licht um ein Vielfaches besser durch Nebel oder Rauch. Zur zuverlässigen Detektion der schwachen optischen Signale sind Avalanche-Photodioden (APDs) mit ihrer internen Signalverstärkung bestens geeignet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Herstellung eines hochauflösenden Detektor-Arrays basierend auf InGaAs/InAlAs-APDs zum Einsatz in einer empfindlichen Infrarotkamera für den SWIR-Bereich. Durch die konsequente Weiterentwicklung von APD-Strukturen konnte das mit 640×512 Pixeln erste hochauflösende InGaAs/InAlAs-APD-Array demonstriert werden. Die gezeigten Betriebstemperaturen von bis zu 260 K ermöglichen durch den Einsatz von thermoelektrischen Bauelementen eine kompakte und energieeffiziente Bauweise.