Photodiode na may panloob na pagpapalakas ng signal sa pamamagitan ng proseso ng avalanche. Ang Avalanche photodiodes ay mga semiconductor light detector (photodiodes) na gumagana sa medyo mataas na reverse voltages (karaniwan ay nasa sampu o kahit daan-daang volt), minsan ay mas mababa lang ng bahagya sa threshold. Sa hanay na ito, ang mga carrier (mga electron at butas) na nasasabik ng sumisipsip na mga photon ay pinabilis ng isang malakas na panloob na electric field at pagkatapos ay bumubuo ng mga pangalawang carrier, na kadalasang nangyayari sa mga photomultiplier tube. Ang proseso ng avalanche ay nangyayari lamang sa layo na ilang micrometer, at ang photocurrent ay maaaring palakihin ng maraming beses. Samakatuwid, ang avalanche photodiodes ay maaaring gamitin bilang napakasensitibong mga detektor, na nangangailangan ng mas kaunting electronic signal amplification at samakatuwid ay mas kaunting elektronikong ingay. Gayunpaman, ang ingay ng quantum at ingay ng amplifier na likas sa proseso ng avalanche ay nagpapawalang-bisa sa naunang nabanggit na mga pakinabang. Ang additive noise ay maaaring quantitatively na inilarawan ng additive noise figure, F, na isang salik na nagpapakilala sa pagtaas ng electronic noise power kumpara sa isang perpektong photodetector. Dapat pansinin na ang amplification factor at ang epektibong responsivity ng APD ay may kaugnayan sa reverse boltahe, at ang mga katumbas na halaga ng iba't ibang mga aparato ay naiiba. Samakatuwid, karaniwang kasanayan ang pagkilala sa isang saklaw ng boltahe kung saan ang lahat ng mga aparato ay nakakamit ng isang tiyak na responsibilidad. Ang detection bandwidth ng avalanche diodes ay maaaring napakataas, pangunahin dahil sa kanilang mataas na sensitivity, na nagpapahintulot sa paggamit ng mas maliit na shunt resistors kaysa sa normal na photodiodes. Sa pangkalahatan, kapag ang detection bandwidth ay mataas, ang ingay na katangian ng APD ay mas mahusay kaysa sa ordinaryong PIN photodiode, at pagkatapos ay kapag ang detection bandwidth ay mas mababa, ang PIN photodiode at isang mababang ingay narrowband amplifier ay gumaganap ng mas mahusay. Ang mas mataas na kadahilanan ng amplification, mas mataas ang karagdagang figure ng ingay, na nakuha sa pamamagitan ng pagtaas ng reverse boltahe. Samakatuwid, ang reverse boltahe ay karaniwang pinipili upang ang ingay ng proseso ng pagpaparami ay humigit-kumulang katumbas ng electronic amplifier, dahil ito ay mabawasan ang pangkalahatang ingay. Ang magnitude ng additive noise ay nauugnay sa maraming mga kadahilanan: ang magnitude ng reverse boltahe, ang mga katangian ng materyal (sa partikular, ang ratio ng koepisyent ng ionization) at ang disenyo ng aparato. Ang silicone-based na avalanche diode ay mas sensitibo sa wavelength na rehiyon na 450-1000 nm (minsan ay maaaring umabot sa 1100 nm), at ang pinakamataas na responsivity ay nasa hanay na 600-800 nm, iyon ay, ang wavelength sa wavelength na rehiyon na ito ay bahagyang mas maliit kaysa sa Si p-i-n diodes. Ang multiplication factor (tinatawag ding gain) ng mga Si APD ay nag-iiba sa pagitan ng 50 at 1000 depende sa disenyo ng device at ang inilapat na reverse voltage. Para sa mas mahabang wavelength, ang mga APD ay nangangailangan ng germanium o indium gallium arsenide na materyales. Mayroon silang mas maliit na kasalukuyang multiplication factor, sa pagitan ng 10 at 40. Ang mga InGaAs APD ay mas mahal kaysa sa mga Ge APD, ngunit may mas mahusay na mga katangian ng ingay at mas mataas na bandwidth ng pagtuklas. Kasama sa mga karaniwang aplikasyon ng avalanche photodiodes ang mga receiver sa fiber optic na komunikasyon, ranging, imaging, high-speed laser scanner, laser microscope, at optical time domain reflectometry (OTDR).
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
