ข่าว

สินค้าแนะนำ

ความรู้ระดับมืออาชีพ

โฟโต้ไดโอดหิมะถล่ม

2022-08-01

โฟโตไดโอดที่มีการขยายสัญญาณภายในโดยกระบวนการหิมะถล่ม
โฟโตไดโอด Avalanche เป็นเครื่องตรวจจับแสงเซมิคอนดักเตอร์ (โฟโตไดโอด) ที่ทำงานที่แรงดันย้อนกลับค่อนข้างสูง (โดยปกติจะเป็นสิบหรือแม้แต่หลายร้อยโวลต์) บางครั้งต่ำกว่าเกณฑ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในช่วงนี้ พาหะ (อิเล็กตรอนและโฮล) ที่ถูกกระตุ้นโดยโฟตอนที่ถูกดูดซับจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้าภายในที่เข้มข้น และสร้างพาหะทุติยภูมิ ซึ่งมักเกิดขึ้นในหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ กระบวนการหิมะถล่มเกิดขึ้นในระยะไม่กี่ไมโครเมตรเท่านั้น และสามารถขยายโฟโตปัจจุบันได้หลายครั้ง ดังนั้น โฟโตไดโอดหิมะถล่มจึงสามารถใช้เป็นตัวตรวจจับที่มีความไวสูง โดยต้องการการขยายสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์น้อยลง และสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์จึงน้อยลง อย่างไรก็ตาม เสียงควอนตัมและเสียงเครื่องขยายเสียงที่มีอยู่ในกระบวนการหิมะถล่มจะลบล้างข้อดีที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ สัญญาณรบกวนเสริมสามารถอธิบายในเชิงปริมาณได้ด้วยตัวเลขสัญญาณรบกวนเสริม F ซึ่งเป็นปัจจัยที่แสดงลักษณะเฉพาะของพลังงานสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับตัวตรวจจับภาพถ่ายในอุดมคติ
ควรสังเกตว่าปัจจัยการขยายและการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพของ APD นั้นสัมพันธ์กับแรงดันย้อนกลับอย่างมาก และค่าที่สอดคล้องกันของอุปกรณ์ต่างๆ จะแตกต่างกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะกำหนดลักษณะช่วงแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ทั้งหมดมีการตอบสนองที่แน่นอน
แบนด์วิดท์การตรวจจับของไดโอดอวาลันช์สามารถสูงมาก สาเหตุหลักมาจากความไวสูง ทำให้สามารถใช้ตัวต้านทานแบบแบ่งที่มีขนาดเล็กกว่าโฟโตไดโอดทั่วไปได้
โดยทั่วไป เมื่อแบนด์วิธการตรวจจับสูง ลักษณะสัญญาณรบกวนของ APD จะดีกว่าโฟโตไดโอด PIN ทั่วไป และเมื่อแบนด์วิดท์การตรวจจับต่ำกว่า โฟโตไดโอด PIN และแอมพลิฟายเออร์แบนด์วิดท์ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำจะทำงานได้ดีขึ้น ยิ่งปัจจัยการขยายสูงเท่าใด สัญญาณรบกวนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ซึ่งได้มาจากการเพิ่มแรงดันย้อนกลับ ดังนั้น มักจะเลือกแรงดันย้อนกลับเพื่อให้สัญญาณรบกวนของกระบวนการคูณมีค่าเท่ากับของเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์โดยประมาณ เนื่องจากจะลดสัญญาณรบกวนโดยรวมให้เหลือน้อยที่สุด ขนาดของสัญญาณรบกวนจากสารเติมแต่งเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย: ขนาดของแรงดันย้อนกลับ คุณสมบัติของวัสดุ (โดยเฉพาะ อัตราส่วนค่าสัมประสิทธิ์ไอออไนเซชัน) และการออกแบบอุปกรณ์
ไดโอดหิมะถล่มที่ใช้ซิลิคอนมีความไวมากกว่าในช่วงความยาวคลื่น 450-1,000 นาโนเมตร (บางครั้งอาจถึง 1,100 นาโนเมตร) และการตอบสนองสูงสุดจะอยู่ในช่วง 600-800 นาโนเมตร นั่นคือ ความยาวคลื่นในบริเวณความยาวคลื่นนี้จะเล็กน้อย มีขนาดเล็กกว่าไดโอด Si p-i-n ปัจจัยการคูณ (เรียกอีกอย่างว่าเกน) ของ Si APDs แตกต่างกันไประหว่าง 50 ถึง 1,000 ขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์และแรงดันย้อนกลับที่ใช้ สำหรับความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น APD ต้องการวัสดุเจอร์เมเนียมหรืออินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ โดยมีปัจจัยการคูณปัจจุบันน้อยกว่า ระหว่าง 10 ถึง 40 APD ของ InGaAs มีราคาแพงกว่า Ge APD แต่มีลักษณะสัญญาณรบกวนที่ดีกว่าและแบนด์วิดท์การตรวจจับที่สูงกว่า
การใช้งานทั่วไปของโฟโตไดโอดหิมะถล่มรวมถึงตัวรับในการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก การกำหนดขอบเขต การสร้างภาพ เลเซอร์สแกนเนอร์ความเร็วสูง เลเซอร์ไมโครสโคป และออปติคัลไทม์โดเมนรีเฟลกโตเมตริก (OTDR)

เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์มาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์

ต่อไป:

กำลังปั๊มเกณฑ์

ข่าว

สินค้าแนะนำ

YDFA ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์เจือ Ytterbium 1064 นาโนเมตร

ตัวควบคุมโพลาไรซ์ไฟเบอร์แบบแมนนวล

850nm 10mW Superluminescent Diode sld ไดโอด

เลเซอร์ไดโอด DFB ขนาด 1653 นาโนเมตรสำหรับการตรวจจับ CH4

โฟโต้ไดโอดหิมะถล่ม

ก่อนหน้า:

ต่อไป: