فتودیود با تقویت سیگنال داخلی توسط فرآیند بهمن. فتودیودهای بهمنی آشکارسازهای نور نیمه هادی (فتودیود) هستند که در ولتاژهای معکوس نسبتاً بالا (معمولاً در ده ها یا حتی صدها ولت) کار می کنند، که گاهی اوقات فقط کمی زیر آستانه عمل می کنند. در این محدوده، حامل‌ها (الکترون‌ها و حفره‌ها) که توسط فوتون‌های جذب‌کننده برانگیخته می‌شوند، توسط یک میدان الکتریکی داخلی قوی شتاب می‌گیرند و سپس حامل‌های ثانویه تولید می‌کنند که اغلب در لوله‌های فتو ضرب‌کننده اتفاق می‌افتد. فرآیند بهمن تنها در فاصله چند میکرومتری رخ می دهد و جریان نوری را می توان چندین بار تقویت کرد. بنابراین، فتودیودهای بهمنی می توانند به عنوان آشکارسازهای بسیار حساس مورد استفاده قرار گیرند، که نیاز به تقویت سیگنال الکترونیکی کمتر و در نتیجه نویز الکترونیکی کمتری دارند. با این حال، نویز کوانتومی و نویز تقویت کننده ذاتی در فرآیند بهمن، مزایای ذکر شده قبلی را نفی می کند. نویز افزودنی را می توان به صورت کمی با شکل نویز افزودنی، F توصیف کرد، که عاملی است که افزایش قدرت نویز الکترونیکی را در مقایسه با یک آشکارساز نوری ایده آل مشخص می کند. لازم به ذکر است که ضریب تقویت و پاسخ دهی موثر APD با ولتاژ معکوس بسیار مرتبط است و مقادیر مربوط به دستگاه های مختلف متفاوت است. بنابراین، مشخص کردن محدوده ولتاژی که در آن همه دستگاه‌ها به پاسخگویی مشخصی می‌رسند، معمول است. پهنای باند تشخیص دیودهای بهمنی می تواند بسیار زیاد باشد، عمدتاً به دلیل حساسیت بالای آنها، که امکان استفاده از مقاومت های شنت کوچکتر را نسبت به فتودیودهای معمولی فراهم می کند. به طور کلی، زمانی که پهنای باند تشخیص بالا باشد، ویژگی های نویز APD بهتر از دیود نوری PIN معمولی است و سپس زمانی که پهنای باند تشخیص کمتر است، دیود نوری PIN و تقویت کننده باند باریک کم نویز عملکرد بهتری دارند. هر چه ضریب تقویت بیشتر باشد، رقم نویز اضافی بیشتر است که با افزایش ولتاژ معکوس به دست می آید. بنابراین، ولتاژ معکوس معمولاً به گونه ای انتخاب می شود که نویز فرآیند ضرب تقریباً برابر با تقویت کننده الکترونیکی باشد، زیرا این امر نویز کلی را به حداقل می رساند. بزرگی نویز افزودنی به عوامل زیادی مرتبط است: بزرگی ولتاژ معکوس، خواص مواد (به ویژه، نسبت ضریب یونیزاسیون) و طراحی دستگاه. دیودهای بهمنی مبتنی بر سیلیکون در ناحیه طول موج 450 تا 1000 نانومتر حساس‌تر هستند (گاهی اوقات می‌توانند به 1100 نانومتر هم برسند) و بیشترین پاسخ‌دهی در محدوده 600 تا 800 نانومتر است، یعنی طول موج در این منطقه طول موج کمی است. کوچکتر از دیودهای Si p-i-n. ضریب ضرب (که بهره نیز نامیده می شود) Si APD بین 50 تا 1000 بسته به طراحی دستگاه و ولتاژ معکوس اعمال شده متغیر است. برای طول موج های بلندتر، APD ها به مواد آرسنید گالیوم ژرمانیوم یا ایندیم نیاز دارند. آنها فاکتورهای ضرب جریان کوچکتری دارند، بین 10 تا 40. APDهای InGaAs گرانتر از Ge APD هستند، اما ویژگی های نویز بهتر و پهنای باند تشخیص بالاتری دارند. کاربردهای معمول فتودیودهای بهمنی شامل گیرنده‌ها در ارتباطات فیبر نوری، محدوده، تصویربرداری، اسکنرهای لیزری پرسرعت، میکروسکوپ‌های لیزری و بازتاب‌سنجی حوزه زمان نوری (OTDR) است.
حق چاپ @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - چین ماژول های فیبر نوری، تولید کنندگان لیزرهای جفت فیبر، تامین کنندگان اجزای لیزر کلیه حقوق محفوظ است.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
