ニュース

アバランシェフォトダイオード

2022-08-01

アバランシェプロセスによる内部信号増幅機能を備えたフォトダイオード。
アバランシェフォトダイオードは、比較的高い逆電圧 (通常は数十ボルト、さらには数百ボルト) で動作する半導体光検出器 (フォトダイオード) であり、場合によってはしきい値をわずかに下回る場合もあります。この範囲では、吸収光子によって励起されたキャリア (電子と正孔) が強い内部電場によって加速され、二次キャリアを生成します。これは光電子増倍管でよく起こります。なだれプロセスは数マイクロメートルの距離でのみ発生し、光電流は何倍にも増幅されます。したがって、アバランシェフォトダイオードは非常に高感度の検出器として使用でき、電子信号の増幅が少なくて済むため、電子ノイズも少なくなります。ただし、アバランシェプロセスに固有の量子ノイズとアンプノイズにより、前述の利点が無効になります。付加ノイズは、付加ノイズ指数 F によって定量的に説明できます。これは、理想的な光検出器と比較した電子ノイズ電力の増加を特徴付ける要因です。
APD の増幅率と実効応答性は逆電圧に大きく関係しており、デバイスごとに対応する値が異なることに注意してください。したがって、すべてのデバイスが特定の応答性を達成する電圧範囲を特徴付けることが一般的です。
アバランシェダイオードの検出帯域幅は、主に感度が高いため非常に広くなり、通常のフォトダイオードよりも小さなシャント抵抗を使用できるようになります。
一般に、検出帯域幅が広い場合、APD のノイズ特性は通常の PIN フォトダイオードよりも優れており、検出帯域幅が低い場合、PIN フォトダイオードと低ノイズ狭帯域アンプの性能が優れています。増幅率が高くなるほど、逆電圧を増加させることによって得られる追加雑音指数も高くなります。したがって、逆電圧は通常、乗算プロセスのノイズが電子アンプのノイズとほぼ等しくなるように選択され、これにより全体のノイズが最小限に抑えられます。付加的ノイズの大きさは、逆電圧の大きさ、材料特性 (特にイオン化係数比)、デバイス設計などの多くの要因に関連します。
シリコンベースのアバランシェダイオードは、450 ～ 1000 nm の波長領域でより感度が高く (1100 nm に達する場合もあります)、最高の応答性は 600 ～ 800 nm の範囲にあります。つまり、この波長領域の波長はわずかに異なります。 Si p-i-n ダイオードよりも小さい。 Si APD の増倍率 (ゲインとも呼ばれます) は、デバイスの設計と印加される逆電圧に応じて 50 ～ 1000 の間で変化します。より長い波長の場合、APD にはゲルマニウムまたはインジウムガリウムヒ素材料が必要です。 InGaAs APD は、Ge APD よりも高価ですが、優れたノイズ特性と高い検出帯域幅を備えています。
アバランシェフォトダイオードの一般的な用途には、光ファイバー通信、測距、イメージング、高速レーザースキャナー、レーザー顕微鏡、および光学時間領域反射率測定 (OTDR) の受信機が含まれます。

前:

マスターオシレーターファイバーアンプ

次:

ポンプ出力の閾値

ニュース

おすすめ商品

1064nmイッテルビウムドープファイバアンプYDFA

手動ファイバ偏波コントローラ

850nm10mWスーパールミネッセントダイオードsldダイオード

CH4センシング用1653nm DFBレーザーダイオード

アバランシェフォトダイオード

前:

次: