광자 탐지 기능을 이용하면, 기기는 일반적으로 보이지 않는 것을 감지할 수 있으며, 자동차 안전, 의료 영상, 로봇 및 산업 자동화 분야에서 파괴적인 응용을 가능하게 합니다..단 하나의 광자를 감지함으로써 실시간으로 작은 신호를 감지하고 질병을 조기에 발견하기 위한 정확한 거리를 측정할 수 있습니다.
광 증폭기 (photomultipliers, PMT) 는 1930년대에 발명되었고 광자를 탐지하는 금 표준입니다.하지만 그들의 유리 진공관들은 취약하고 자동차와 같은 중요한 애플리케이션에 통합하기에는 너무 크습니다., 무인 항공기, 휴대용 장치 또는 소비자 장치. 반대로, 고체 상태의 산사 광 다이오드 (APD) 는 PMT보다 더 실용적이지만 덜 민감합니다.
제품 설계자가 PMT 감수성과 APD 유틸리티를 결합하는 칩 레벨 대안이 필요할 때,그들은 새로운 세대의 광학 탐지 기술인 실리콘 광 증폭관 (SiPM) 을 시도할 수 있습니다.브로드컴의 AFBR-S4 SiPM 시리즈는 최첨단 광학 탐지 기능을 제공하며, 설계자는 쉽게 LiDAR, 의료 스캐너, 산업 센서,또는 다른 까다로운 응용 프로그램.
혁신의 빛을 비춰라
빛은 각 광자를 통해 거리와 운동, 화학, 방사선과 같은 중요한 정보를 전송할 수 있습니다.리더 (LiDAR) 같은 기술을 가능하게 하는 데 필수적입니다., 첨단 의료 스캐너, 그리고 자율주행 자동차의 초정밀 산업 센서.
문제는 광자가 너무 작고 유행하기 때문에 광자를 포착하고 사용할 수 있는 신호로 증폭시키는 특수 탐지기가 필요하다는 것입니다. PMT는 개별 광자를 전자로 변환합니다.그 다음 진공관의 전극에 의해 증폭되어 측정 가능한 전기 펄스를 생성합니다.높은 민감도와 소음도 낮음에도 불구하고 현대 콤팩트 시스템에는 쉽게 설치되지 않습니다.
APD는 실리콘 다이오드에서 내부의 돌풍 과정을 통해 포톤을 더 작고 빠른 솔루션으로 증폭시키는 더 실용적인 고체 대체입니다. 그러나 약한 빛 조건에서,이 장치들은 단일 광자를 안정적으로 감지하기 어렵다., 그래서 약한 빛에 의해 생성되는 신호는 그에 따라 약합니다.
SiPM는 PMT와 같이 단일 광자를 감지하지만 그 칩은 작고 저전압이고 견고하며 가장 약한 빛도 즉시 측정할 수 있습니다.각각 게이거 모드에서 작동, 그래서 하나의 광자는 완전하고 균일한 전기 펄스를 생성합니다.
각각의 미세포의 기능은 기본적으로 디지털 스위치와 같습니다. 광자가 포착되면 켜집니다.수천 개의 세포와 함께 작동하는, 단일 광자를 계산하고 더 강한 광적 신호를 처리합니다.
콤팩트 고성능 광자 탐지기
브로드컴의 AFBR-S4 SiPM 시리즈는 단일 광자 감수성, 빠른 타이밍,실용적인 패키지 복잡성을 단순화하고 상용 제품으로 첨단 광 감지 기술의 통합을 용이하게.
브로드컴의 AFBR-S4E001 평가 스위트 (그림 1) 는 제품 설계자가 SiPM 기반 애플리케이션을 빠르게 시장에 출시하는 데 도움이됩니다. 이 스위트는 테스트를 위해 사용할 준비가 된 플랫폼을 제공합니다.AFBR-S4 센서의 프로토타입 제작 및 통합이것은 개발의 위험을 줄이고 사용자 정의 PCB 레이아웃 또는 생산 설계에 헌신하기 전에 하드웨어와 소프트웨어의 반복 테스트를 허용합니다.