Pagpapakilala sa mga Larawan sa mga Tagatanggap ng Optimyal

Ang dalawang nananaig na mga photodektor na sistema ng komunikasyon ay umaasal sa mga photodetector (mga photodetector) upang gawing elektrikal na mga agos ang mga hudyat. Ang dalawang nananaig na mga photode ng PIN ay ang mga photodiode at avalanche photodiodes (mga APD). Inihahambing ng artikulong ito ang kanilang mga istraktura, operasyon, at pagganap upang makatulong sa pagpili ng angkop na detektor para sa iba't ibang mga aplikasyon. Mahalaga ang pagkaunawa sa mga bahaging ito para sa pagdidisenyo ng mahuhusay na optical receiver sa telekomunikasyon, sensing, sensing, at lampas pa rito.

MGA PIN photodiode

Pag - aayos at Paggawa

Ang mga photodiode ay may patong na istraktura na binubuo ng isang rehiyong may makapal na do-type, isang likas na sangkap (di - nailarawan) semiconductor layer, at isang malakihang doped n-type rehiyon. Ang likas na patong na ito ay nagpapalapad sa rehiyong pampaliit, na nagpapahintulot sa mahusay na pagsipsip ng photon. Kapag ang mga photon na may enerhiyang mas malaki kaysa sa semiconductor bandgap ay pumapasok sa patong na ito, ang mga ito ay lumilikha ng elektron-butas na mga pares. Ang mga tagapagdalang ito ay na pinata-baybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaybaying mga larawan, na lumilikha ng isang photo-in na espasyong propor na espasyong propor na may espasyong propor na may espasyong propor na may enerhiya sa mga diperensiya sa mga diperensiyang optikal na may enerhiyang optikal, na may mababang mga di-in na may mga diperensiyang proton, at ang mga diperensiyang proton na may mga di-

Mga Pangunahing Bagay

  • Pinakarurok na bilis: Mga bandwidth na mahigit 40 GHz dahil sa maikling carrier transit times sa likas na rehiyon.
  • ] LOF ingay: Walang ingay na madami; tanging ang shot at thermal na ingay ang nag-aambag, na nakapagdurulot ng mataas na signal-to-noise na mga ratio.
  • Look na pagkiling:[kailangan ng kaunting boltahe, pagpapasimple ng de-kuryenteng disenyo at pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente.
  • Materials: Silicon for nakikitang wavelength (400-1100 nm) at indium galllium arsenide (InGaAs) para sa malapit-infrared (900-1700 nm) na ginagamit sa fiber optics. Para sa higit pang detalye, tingnan ang PIN diopedia pahina[FT:3]

Mga Larawan ng Avalanche

Pag - aayos at Pagkarami - rami

Ang APDs ay nagtatampok din ng isang p-i-n na istraktura ngunit kinabibilangan ng isang high-field rehiyon kung saan ang pag-iinft ionization ay nagpapagana sa photocurrent. Kapag ang isang photon ay lumilikha ng isang pangunahing elektron-hole na pares, ang mga tagapagdala ay bumibilis sa electric field, nagkamit ng sapat na enerhiya upang ionize ang ibang mga atomo. Ito ay lumilikha ng mas mataas na mga seleksiyon, na humahantong sa isang pagguhong randong epekto. Ang pakinabang na salik, karaniwang mula 10 hanggang 1000, ay umaasa sa applicationsclections mula sa insication custations. Ang mga inscensation ay nangangailangan ng inscreastation mula sa inter-ancements.

Ingay at Makakuha ng Kalakalan-off

Ang labis na ingay factor, na kinakikitaan ng k-halaga (ratio ng ionization cofits for electrons and holes), ang siyang nagtatakda sa pag-ganap ng ingay. Ang mga mas mababang k-halaga ay nagbubunga ng hindi gaanong ingay, at ang mga materyales na tulad ng IATAs at SiGe ay tamang-tama upang makamit ito. Sa kabila ng ingay, ang APD ay maaaring makapansin ng mahinang optical signal na hindi maitatab sa isang PIN photodiode, na ginagawa itong napakahalaga para sa mahabang-ha at photon-star systems. Upang tukuyin ang mahinang optical na signals, na maaaring tumukoy sa [FLovade[0][T][T.[T][T][T.

Pag - eeksperimento sa Paghahambing: PIN vs. APD

Pagiging Sensibo at Responsibilidad

Ang responsivity ay sumusukat sa photocurrent per unit na insidenteng optical power. Para sa PIN diodes, ang responsity ay limitado sa pamamagitan ng quantum efluity, karaniwang 0.5 hanggang 1.0 A/W for InGAAs sa 1550 nm. APD epektibong responstivity ay pinadami ng rate factor, potensiyal na mahigit 100 A/W.S.Scanceive, ang minimum sa off deft deftsible opticald optical power, ay humigit-kumulang 10 d&C.[T] Ang isang Gbbbbbbbbbbbb ay maaaring makamit ang mga sistemang and sa mga sistemang NT upang makuhad sa mga sistemang NT. Ang D&TC.[8c.[8°F.[8] Ang mga sistemang NT ay tinatalakay ay tinatalakay sa mga sistemang NT.

Ang Bandwidth at ang Bilis

PIN photodiodes pangkalahatang nag-aalok ng mas mataas na mga adwidth ang mga transport time at walang multiplication antala.Ang mga aparatong komersyal na PIN ay lampas sa 40 GHz, sumusuporta sa data rate hanggang 100 Gbp at lampas pa rito. Ang mga APD ay may mas mababang bandwidth dahil sa panahong kinakailangan para sa multiplication at mas matagal na mga arrier pathways, karaniwang 1 hanggang 10 GHz, bagaman ang mga advanced na disenyo ay maaaring umabot sa 20 GHz. Para sa mga mataas na-speed applications sa 40 Gbb, ang mga photodes ay karaniwang mas gusto ang mga photodio.

Ang Paggawa ng Ingay

Ang mga di-ope ay nagpapakita ng mas mababang kabuuang ingay habang ang mga ito ay kulang ng multiplication na ingay. Ang mga dominong ingay ay kinabibilangan ng shot volusion mula sa photocurr at thermal na ingay mula sa load resistor. ang APD ay pinatatag kasama ang signal, at ang sobrang ingay ay nagpapataas ng kabuuang ingay. Signal-to-noise ratio (TI) ay maaaring maging overtified sa pamamagitan ng pagpili ng angkop na pakinabang at pagkiling na boltahe. Para sa mga high-speed system, mababang-noise transimpliced compilfer (TIIMoodyptem-nigate acuncleclecleclecleclecleclectors) na anic APD.

Bias Voltage at Pagiging Masalimuot

Ang PIN diodes ay tumatakbo sa mababang pagkiling (5-20 V) sa pamamagitan ng aktwal na pagkonsumo ng kuryente, pagpapasimple ng mga power supply design. Ang mga APD ay nangangailangan ng mataas na pagkiling (50-200 V) at madalas na temperaturang kabayaran upang patatagin ang pakinabang, dagdagan ang komplikado at halaga. Ang mga integrated module na may mga itinayong-in regulatorasyon ay makukuha ngunit dagdagan ang kabuuang sukat ng sistema at ang dispirasyon ng kuryente. Para sa mga bakterya-powered o compact device, ang mga photodiodeode ay kapaki-pakinabang.

Mga Pakinabang sa Optikong Sistema ng Komunikasyon

Ang PIN photodiodes ay ang pamantayang pagpipilian para sa short-to-medium ay umaabot sa mga link na may bukas-loob na mga badyet ng link. Ang mga ito ay ginagamit sa 10 Gigabut Ethernet (10GBASE-SR/LR/ER), 40 Gbps, at 100 Gbps systems na gumagamit ng mga parallel optics o wavelength division multiplexing (WDM). Sa mga metro at access network, ang PIN receivers na may mga AT&As ay nag-produceive na mga solusyon. Ang kanilang linya at ang mga ito ay gumagawa rin ng mga mababang mga network na multipleve para sa mga sistemang optikal na top-over-up.

Long-Distance at High-Ssentence Systems May mga APD

Ang mga APD ay nakaaangat sa mga sistema ng long-haul communication, kabilang ang mga submarinong kable at core network, kung saan ang lakas optikal ay labis na na-tenduated. Ginagamit din ang mga ito sa free-space optical communication (FSOC) at LIDAR (Light Division and Ranging) system para sa pag-unawa ng mahinang repleksiyon. Sa optical time-domaint replecleones (OTDR), ang APD ay nagbibigay ng backscattered signal retation sa mahabang fiber spanced. Ang mga Photon-D ay ang mga distansiyang eventified APD. Ang mga authorlyed na may kinikilingan ay ang mga distansiyang-D.org ay ang mga access-D. Ang mga access-D ay nasa access-D.orged para sa mga distansiyang access-D.

Pagpili ng Criteria Para sa Optikong Disenyong Tumanggap

Kapag nagdidisenyo ng isang optical receiver, sinusuri ng mga inhinyero ang data rate, link budget, gross tolerance, at gastos. Para sa high-speed links na may sapat na power margins, ang PIN photodiodes ay maaaring mag-alok ng simple at mababang halaga. Para sa mga mababang-speed, high-sense applications, ang APDs ay nagbibigay ng kinakailangang pakinabang. force error reciflection (FEC) Ang mga kahilingan sa sensity, potensiyal na pabor sa PIN solutions. Sa mga split-mode receivers para sa mga hindi gumaganang mga optical network (FPO), ang APDS.

Mga Tagubilin sa Hinaharap sa Teknolohiya ng mga Pista

Ang pananaliksik ay patuloy na nagpapabuti ng parehong pagsasagawa ng PIN at APD. Para sa PIN diodes, ang mga pagsisikap ay nakatuon sa pagpaparami ng bandwidth gamit ang mga materyal tulad ng graphene at pagbabawas ng madilim na agos. Sa APDs, ang mga tunguhin ay kinabibilangan ng pagbababa ng sobrang ingay habang nagpapanatili ng mataas na pakinabang sa pamamagitan ng mga materyales tulad ng SiGe, Inal Andas, at III-V compounds. Ang hiwalay na pagsipsip ng aksyon, charge, charge, charge, at reproducation (SComers-phons) para sa mga information compostecture-Ofication centers. Ang mga stamplication ay pinainments ay pinainments at mga information-compositions. Ang mga composure ng mga composure na mga composure na may mga information-compostectect ng mga information-compost ng mga photo-compost.

Pagsasaayos

Ang mga photodiode at avalanche photodiode ay mga pangunahing sangkap sa mga optical receiver, bawat isa ay nagbibigay ng mga natatanging pakinabang. Ang PIN diode ay nagbibigay ng mataas na bilis, mababang ingay, at simple para sa mga high-data-rate, short-reach applications. Ang mga APD ay nagbibigay ng superior sensity sa halaga ng mas mataas na ingay at komplikado para sa long-distance at photon-starved systems. Ang pagpili ay nakasalalay sa mga partikular na mga kahilingan tulad ng data rate, pag-ugnay ng badyet, at gastos. Habang evoltines, ang parehong teknolohiya ay patuloy na nagtutulak sa mga hangganan ng optical na komunikasyon.