光検出器はまさに高感度な半導体フォトニックデバイス光電効果を利用して光を電気に変換する。その主要構成要素はフォトダイオード（PDフォトディテクタ）である。最も一般的なタイプは、PN接合、対応する電極リード、およびチューブシェルで構成されている。一方向性の導電性を持つ。順方向電圧が印加されるとダイオードは導通し、逆方向電圧が印加されるとダイオードは遮断される。PDフォトディテクタは一般的な半導体ダイオードに似ているが、PD光検出器逆電圧下で動作し、外部に露出しても問題ありません。窓または光ファイバー接続を通してパッケージ化されており、光がデバイスの感光部に到達できるようになっています。
一方、PD光検出器で最も一般的に使用されるコンポーネントはPN接合ではなくPIN接合です。PN接合と比較して、PIN接合は中央にI層が追加されています。I層は、ドーピング濃度が非常に低いN型半導体の層です。低濃度でほぼ真性半導体であるため、I層と呼ばれています。I層は比較的厚く、空乏層のほぼ全体を占めています。入射光子の大部分はI層で吸収され、電子-正孔対（光生成キャリア）を生成します。I層の両側には、ドーピング濃度が非常に高いP型およびN型半導体があります。P層とN層は非常に薄く、入射光子のごく一部を吸収し、少数の光生成キャリアを生成します。この構造により、光電効果の応答速度を大幅に向上させることができます。しかし、空乏層が広すぎると、空乏層内の光生成キャリアのドリフト時間が長くなり、逆に応答速度が低下します。したがって、空乏層の幅は適切に選択する必要がある。PIN接合ダイオードの応答速度は、空乏層の幅を制御することによって変化させることができる。
PINフォトディテクタは、優れたエネルギー分解能と検出効率を備えた高精度放射線検出器です。さまざまな種類の放射線エネルギーを正確に測定し、高速応答と高い安定性を実現できます。光検出器目的は、ビート周波数後の2つの光波信号を電気信号に変換し、局部発振器光の付加的な強度ノイズを除去し、中間周波数信号を強化し、信号対雑音比を向上させることです。PINフォトディテクタは、シンプルな構造、使いやすさ、高感度、高ゲイン、広帯域幅、低ノイズ、強力な耐干渉性を特徴としています。さまざまな過酷な環境下でも安定して動作し、主に風速測定ライダー信号検出に用いられます。
投稿日時：2025年4月21日