Пропусен опсег и одзив на фотодетекторот

Пропусен опсег и одзив нафотодетектор
При изборотФотодетектор InGaAs, сите сакаат исти спецификации: пропусен опсег над 10 GHz и одзив над 0,9 A/W. Откако го прелистав упатството за податоци, открив дека овие два броја никогаш не се појавуваат на истиот уред. Одзивот со висок пропусен опсег е само 0,5 A/W или дури и помал, а пропусниот опсег со висок одзив е само неколку стотици MHz. Ова не е технички проблем со производителот - пропусниот опсег и одзивот се по природа контрадикторни во физиката и не можете да ги имате и двете.
Пропусниот опсег и одзивот се вродена физичка контрадикција, вкоренета во критичниот параметар на дебелината на апсорпциониот слој. Зголемувањето на дебелината на апсорпциониот слој може да ја подобри квантната ефикасност (со што се зголемува одзивот), но ќе го продолжи времето на транзит на носителите на полнеж (со што се намалува пропусниот опсег); обратно. Затоа, во дизајнот на стандарден PIN фотодетектор, двете не можат да се постигнат истовремено и мора да се направи компромис.
План за пробив во индустријата:
Статијата воведува три врвни технолошки решенија насочени кон пробивање на оваа контрадикција:
Детектор од типот на брановоден детектор (WGPD): Го одвојува правецот на пропагација на светлината од правецот на поместување на носителите на полнеж и може истовремено да постигне висок пропусен опсег (>40 GHz) и висок одзив (>0,9 A/W), но процесот е сложен, а цената е висока.
Еднонасочен фотодетектор за транспорт на носители (UTC-PD): Користејќи само електрони со голема брзина за дрифт, елиминирајќи го ограничувањето на времето на транзит на дупките со мала брзина, може да постигне екстремно висок пропусен опсег (>100 GHz) и најчесто се користи во брзи комуникациски и терахерцни полиња.
Фотодетектор подобрен со резонантна шуплина (RCE): Користејќи оптичка резонантна шуплина за подобрување на апсорпцијата на светлината во тенок слој на апсорпција, може да ја подобри квантната ефикасност додека одржува висок пропусен опсег, но оперативниот пропусен опсег (спектрален опсег) е многу тесен.
Предлози за избор на проект:
Разјаснете го приоритетот на барањата: Прво, одредете го минималниот потребен пропусен опсег за фотодетекторот врз основа на пропусниот опсег на системскиот сигнал (со маргина од 3 пати), а потоа изберете го моделот со највисока одзивност под овој услов.
Обрнете внимание на индикаторите на ниво на систем: При оценување на фотодетекторот, треба да се обрне внимание на еквивалентната моќност на шум (NEP) и чувствителноста на системот, а не само на одзивот, бидејќи високата одзивност може да биде придружена со висок шум.
РазмислетеAPD фотодетекторво сценарија со мала потрошувачка на енергија: Кога моќноста на инцидентната светлина е многу мала (како на пример <-30 dBm), внатрешното засилување на лавинската фотодиода (APD фотодетектор) може да се користи за да се компензира недостатокот на одзив, но треба да се обрне внимание на нејзиниот вишок шум.
Избор на WGPD со високи барања и висок буџет: Кога системот бара и висок пропусен опсег (>20 GHz) и висок одзив (>0,8 A/W), стандардните PIN детектори не можат да ги исполнат барањата, а детекторите од типот брановодни детектори (WGPD) треба директно да се земат предвид.
Заклучок:
Компромисот со стандардната одзивност на пропусниот опсегПИН фотодетекторе вродено физичко ограничување. За вистинско пробивање на ова ограничување, потребна е иновација во структурата на уредот за физичко одвојување на патеката на апсорпција на светлина од патеката на транзит на носачот. Решенијата од висока класа имаат одлични перформанси, но високи трошоци, па затоа во инженерската пракса, сè уште е потребно да се направи компромис помеѓу специфични сценарија на примена, барања за перформанси и буџети.