1. ຕົວກໍານົດການປະສິດທິພາບທີ່ສໍາຄັນ

1.1.ການຕອບສະໜອງ (R)

ການຕອບສະ ໜອງ ແມ່ນອັດຕາສ່ວນຂອງກະແສ photocurrent ທີ່ສ້າງຂຶ້ນຕໍ່ກັບພະລັງງານແສງທີ່ເກີດຂື້ນ, ສະແດງອອກໃນ A / W. ມັນຂຶ້ນກັບຄວາມຍາວຄື່ນ, ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸ, ປະສິດທິພາບ quantum, ແລະໂຄງສ້າງອຸປະກອນ. InGaAs photodiodes ປົກກະຕິແລ້ວສະຫນອງການຕອບສະຫນອງສູງໃນແຖບໂທລະຄົມນາຄົມ 1310nm ແລະ 1550nm, ເຖິງແມ່ນວ່າມູນຄ່າທີ່ແນ່ນອນແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມການອອກແບບອຸປະກອນແລະສະພາບການເຮັດວຽກ. ການຕອບສະ ໜອງ ທີ່ສູງຂື້ນຈະຜະລິດກະແສ photocurrent ຫຼາຍຂຶ້ນ ສຳ ລັບວັດສະດຸປ້ອນ optical ທີ່ໃຫ້, ເຊິ່ງສາມາດປັບປຸງຄວາມອ່ອນໄຫວໃນການກວດຫາເມື່ອແຫຼ່ງສິ່ງລົບກວນອື່ນໆຍັງສົມທຽບກັນ.

1.2.ກະແສມືດ (ID)

ກະແສໄຟຟ້າມືດແມ່ນກະແສຮົ່ວໄຫຼທີ່ໄຫຼຜ່ານ photodiode ໃນເມື່ອບໍ່ມີແສງສະຫວ່າງຕົກ. ມັນ​ສາ​ມາດ​ເກີດ​ຂຶ້ນ​ຈາກ​ກົນ​ໄກ​ຈໍາ​ນວນ​ຫນຶ່ງ​, ລວມ​ທັງ​ການ​ຜະ​ລິດ​ຄວາມ​ຮ້ອນ recombination​, ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ຂອງ​ບັນ​ທຸກ​, ການ​ຮົ່ວ​ໄຫລ​ຂອງ​ຫນ້າ​ດິນ​, ແລະ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ຄວາມ​ຜິດ​ພາດ​. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວກະແສນ້ຳມືດຈະເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍຄວາມລຳອຽງ ແລະອຸນຫະພູມແບບປີ້ນກັບ ແລະປະກອບສ່ວນໃສ່ພື້ນເຮືອນສຽງລົບກວນຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ. ກະແສຄວາມມືດຕ່ຳແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນເປັນພິເສດສຳລັບການກວດຫາແສງໜ້ອຍ ແລະ ການວັດແທກພະລັງງານແສງທີ່ມີຄວາມຊັດເຈນ.

1.3.Junction Capacitance (Cj) ແລະ Bandwidth

Junction capacitance ແມ່ນ capacitance ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ photodiode junction. ຮ່ວມກັນກັບການຕໍ່ຕ້ານການໂຫຼດ, ມັນສາມາດປະກອບເປັນ RC low-pass ຕອບໂຕ້ທີ່ຈໍາກັດແບນວິດຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ. ຄວາມອາດສາມາດຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຕ່ໍາໂດຍທົ່ວໄປເຮັດໃຫ້ແບນວິດສູງຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຈຸຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍປົກກະຕິຈະຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມຄວາມລໍາອຽງປີ້ນກັບກັນແລະເພີ່ມຂຶ້ນກັບພື້ນທີ່ການເຄື່ອນໄຫວ.

ເມື່ອການຕອບສະ ໜອງ RC ແມ່ນການ ຈຳ ກັດແບນວິດທີ່ເດັ່ນຊັດ, ແບນວິດ 3dB ປະມານສາມາດຄາດຄະເນໄດ້ດັ່ງນີ້:

f3dB ≈ 1 / (2π × RL × Cj)

ແບນວິດຂອງ photodiode ຕົວຈິງຍັງຂຶ້ນກັບເວລາຜ່ານການຂົນສົ່ງຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ, ຄວາມຕ້ານທານຊຸດ, ກາຝາກຊຸດ, ແລະວົງຈອນການອ່ານອອກ. ພື້ນທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າແລະຄວາມລໍາອຽງດ້ານກົງກັນຂ້າມທີ່ເຫມາະສົມສາມາດຊ່ວຍບັນລຸແບນວິດທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແຕ່ການອອກແບບທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນຂຶ້ນກັບໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງກວດຈັບແລະຄວາມຕ້ອງການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.

1.4.ເສັ້ນຜ່າສູນກາງພື້ນທີ່ເຄື່ອນໄຫວ

ພື້ນທີ່ທີ່ໃຊ້ວຽກແມ່ນເຂດທີ່ລະອຽດອ່ອນຂອງ photodiode, ໂດຍປົກກະຕິຈະລະບຸໄວ້ດ້ວຍເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງມັນ. ພື້ນທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂະຫນາດໃຫຍ່ສາມາດຮອງຮັບ beams optical ຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະສະຫນອງຄວາມທົນທານຕໍ່ການຈັດຕໍາແຫນ່ງຫຼາຍກວ່າເກົ່າສໍາລັບຊ່ອງຫວ່າງຫຼື beams divergent, ແຕ່ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມີ capacitance junction ສູງກວ່າແລະ bandwidth ຕ່ໍາ. ພື້ນທີ່ເຄື່ອນໄຫວຂະໜາດນ້ອຍໃຫ້ຄວາມອາດສາມາດຕໍ່າກວ່າ ແລະສາມາດຕອບສະໜອງໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ແຕ່ຕ້ອງການການຈັດວາງ optical ທີ່ຊັດເຈນກວ່າ. ພື້ນທີ່ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ດີທີ່ສຸດແມ່ນຂຶ້ນກັບຂະຫນາດຂອງ beam, ວິທີການ coupling, ພະລັງງານ optical, ແລະຄວາມຕ້ອງການແບນວິດ.

1.5.ຊ່ວງການຕອບສະໜອງ Spectral

ຊ່ວງການຕອບສະໜອງ spectral ກຳນົດຄວາມຍາວຂອງຄື້ນທີ່ photodiode ໃຫ້ photoresponse ທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ຂອບເຂດຈໍາກັດຄວາມຍາວຂອງຄື້ນສັ້ນແມ່ນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກການດູດຊຶມແລະການສົ່ງຕໍ່ໃນໂຄງສ້າງອຸປະກອນ, ໃນຂະນະທີ່ການຕັດອອກຂອງຄື້ນຍາວແມ່ນກໍານົດຕົ້ນຕໍໂດຍ bandgap semiconductor. ມາດຕະຖານ InGaAs photodiodes ໂດຍທົ່ວໄປສະຫນອງການຕອບສະຫນອງປະມານ 900nm ຫາ 1700nm, ຂຶ້ນກັບໂຄງສ້າງອຸປະກອນແລະອົງປະກອບຂອງວັດສະດຸ. ຕົວແປ InGaAs ຂະຫຍາຍສາມາດຂະຫຍາຍການຕອບສະໜອງໄດ້ປະມານ 2.6µm ຫຼືເກີນກວ່າສຳລັບ SWIR ແລະ spectroscopy.

1.6.ເສັ້ນຊື່

Photodiode linearity ຫມາຍເຖິງການພົວພັນອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງພະລັງງານ optical ເຫດການແລະຜົນ photocurrent. linearity ທີ່ດີແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານ optical, ການກວດສອບ optical, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການວັດແທກປະລິມານ. PIN photodiodes ສາມາດສະຫນອງການຕອບສະຫນອງເສັ້ນສູງໃນໄລຍະພະລັງງານ optical ກ້ວາງໃນເວລາທີ່ດໍາເນີນການພາຍໃນເງື່ອນໄຂທີ່ກໍານົດໄວ້ຂອງເຂົາເຈົ້າ. ຢູ່ທີ່ພະລັງງານ optical ສູງ, linearity ສາມາດຖືກຈໍາກັດໂດຍການຕໍ່ຕ້ານຊຸດ, ການຫຼຸດລົງຂອງແຮງດັນ, ການອີ່ມຕົວ, ຜົນກະທົບຊ່ອງຫວ່າງ, ແລະວົງຈອນການອ່ານອອກ. ຢູ່ທີ່ພະລັງງານ optical ຕ່ໍາ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກໄດ້ຮັບຜົນກະທົບເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍກະແສໄຟຟ້າຊ້ໍາແລະຊັ້ນສຽງລົບກວນຂອງເຄື່ອງກວດຈັບໂດຍລວມ.

2. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປ

2.1.ການ​ວັດ​ແທກ​ພະ​ລັງ​ງານ optical ແລະ​ຕິດ​ຕາມ​ກວດ​ກາ​

Photodiodes ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານ optical ມືຖືແລະ benchtop, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໂມດູນຕິດຕາມກວດກາພະລັງງານ optical ໃນອຸປະກອນການສື່ສານແລະການທົດສອບ. inGaAs photodiodes ທີ່ມີພື້ນທີ່ເຄື່ອນໄຫວທີ່ເຫມາະສົມ, ການຕອບສະຫນອງສູງ, ປະຈຸບັນຊ້ໍາຕ່ໍາ, ແລະ linearity ດີແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປສໍາລັບການວັດແທກພະລັງງານ optical. ພື້ນທີ່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສາມາດໃຫ້ຄວາມທົນທານຕໍ່ກັບການປ່ຽນຕຳແໜ່ງຂອງລຳແສງ ແລະການຈັດວາງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ກະແສໄຟມືດຕ່ຳຈະຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກໃນລະດັບພະລັງງານແສງຕ່ຳ.

2.2.ຕົວຮັບການສື່ສານ Fiber-Optic

ໃນຕົວຮັບການສື່ສານທາງ optical, photodiodes ປ່ຽນສັນຍານ optical modulated ເປັນສັນຍານໄຟຟ້າສໍາລັບການປຸງແຕ່ງຕໍ່ມາ. PIN photodiodes ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງບ່ອນທີ່ຕ້ອງການຄວາມໄວສູງ, linearity, ແລະຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ພຽງພໍ, ໃນຂະນະທີ່ APDs ໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດພາຍໃນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຕົວຮັບທີ່ສູງຂຶ້ນ. ທາງເລືອກລະຫວ່າງ PIN ແລະ APD ແມ່ນຂຶ້ນກັບງົບປະມານການເຊື່ອມໂຍງ, ອັດຕາຂໍ້ມູນ, ສະຖາປັດຕະຍະກໍາຜູ້ຮັບ, ແລະຄວາມຕ້ອງການຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.

2.3.Fiber-Optic Sensing

ລະບົບການຮັບຮູ້ໃຍແກ້ວນໍາແສງທີ່ແຈກຢາຍ, ລວມທັງການຮັບຮູ້ອຸນຫະພູມແບບແຈກຢາຍ (DTS), ການຮັບຮູ້ສຽງແບບກະແຈກກະຈາຍ (DAS), ແລະການວິເຄາະໂດເມນຂອງແສງ Brillouin (BOTDA), ໃຊ້ເຄື່ອງກວດຈັບພາບເພື່ອວັດແທກສັນຍານແສງທີ່ສະທ້ອນຄືນມາຈາກເສັ້ນໄຍການຮັບຮູ້. InGaAs photodiodes ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປສໍາລັບລະບົບທີ່ດໍາເນີນການປະມານພາກພື້ນ 1550nm, ດ້ວຍການຕອບສະຫນອງ, ສິ່ງລົບກວນ, ແລະແບນວິດທີ່ເລືອກຕາມເຕັກນິກການຮັບຮູ້ສະເພາະແລະສະຖາປັດຕະຍະກໍາລະບົບ.

2.4.ການກວດສອບແລະການຄວບຄຸມພະລັງງານ Laser

Photodiodes ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການກວດສອບພະລັງງານຂອງເລເຊີໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງແລະການຄວບຄຸມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນ. ຊຸດເລເຊີຂອງ butterfly ແລະ TO-CAN ຈໍານວນຫຼາຍສາມາດປະສົມປະສານ photodiode ຈໍພາບເພື່ອເອົາຕົວຢ່າງບາງສ່ວນຂອງຜົນຜະລິດເລເຊີ, ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມພະລັງງານອັດຕະໂນມັດ (APC). photodiodes ພາຍນອກຍັງຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການທົດສອບ L-I-V, ການກວດສອບພະລັງງານ optical, wavelength-scan characterization, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການວັດແທກ laser ອື່ນໆ. InGaAs photodiodes ແມ່ນເຫມາະສົມດີກັບການຕິດຕາມໂທລະຄົມແລະເລເຊີການຮັບຮູ້ທີ່ປະຕິບັດງານພາຍໃນຂອບເຂດການຕອບສະຫນອງຂອງພວກເຂົາ.

2.5.Near-Infrared Spectroscopy ແລະເຄື່ອງມືວິເຄາະ

ລະບົບ spectroscopy NIR ໃຊ້ photodiodes ເພື່ອກວດຫາແສງສະຫວ່າງທີ່ສົ່ງຜ່ານຫຼືສະທ້ອນຈາກຕົວຢ່າງສໍາລັບການວິເຄາະອົງປະກອບທາງເຄມີ, ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນແລະຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ. InGaAs photodiodes ທີ່ມີການຕອບສະຫນອງຂະຫຍາຍເຖິງ 1700nm ກວມເອົາລັກສະນະການດູດຊຶມ NIR ທີ່ສໍາຄັນຂອງນ້ໍາ, ໄຮໂດຄາບອນ, ແລະທາດປະສົມອິນຊີອື່ນໆ. ສິ່ງລົບກວນຕ່ໍາແລະການຕອບສະຫນອງສະເປກທີ່ມີລັກສະນະດີແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການວັດແທກປະລິມານທີ່ຖືກຕ້ອງ.

2.6.ການຮັບຮູ້ດ້ານອຸດສາຫະກໍາ ແລະສິ່ງແວດລ້ອມ

InGaAs photodiodes ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນລະບົບການຮັບຮູ້ທາງ optical ດໍາເນີນການພາຍໃນຂອບເຂດໃກ້ກັບອິນຟາເລດ, ລວມທັງການກວດພົບອາຍແກັສ NIR TDLAS, ການຮັບຮູ້ຕໍາແຫນ່ງ optical, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການວັດແທກອຸດສາຫະກໍາອື່ນໆ. ໃນລະບົບ TDLAS, photodiode ກວດພົບແສງເລເຊີທີ່ສົ່ງຜ່ານຫ້ອງອາຍແກັສ, ໃນຂະນະທີ່ການປ່ຽນແປງໃນຄວາມເຂັ້ມຂອງ optical ຢູ່ wavelength ການດູດຊຶມເປົ້າຫມາຍໄດ້ຖືກວິເຄາະເພື່ອກໍານົດຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງອາຍແກັສ. ການຕອບສະ ໜອງ ຄວາມຍາວຂອງເຄື່ອງກວດຈັບ, ການປະຕິບັດສຽງລົບກວນ, ແລະຊ່ວງໄດນາມິກຄວນຖືກເລືອກຕາມສະຖາປັດຕະຍະ ກຳ ການຮັບຮູ້ສະເພາະ.