1. Príomhpharaiméadair Feidhmíochta

1.1.Freagracht (T)

Is é atá i bhfreagracht ná an cóimheas idir an fóta-shruth ginte agus cumhacht optúil teagmhasach, arna shloinneadh in A/W. Braitheann sé ar thonnfhad, airíonna ábhair, éifeachtúlacht chandamach, agus struchtúr gléas. De ghnáth soláthraíonn fótadiodes InGaAs ardfhreagracht sna bannaí teileachumarsáide 1310nm agus 1550nm, cé go n-athraíonn an luach beacht de réir dearadh gléas agus coinníollacha oibriúcháin. Cruthaíonn freagracht níos airde níos mó fótavoltach d’ionchur optúil áirithe, rud a d’fhéadfadh íogaireacht braite a fheabhsú nuair a bhíonn foinsí torainn eile fós inchomparáide.

1.2.Reatha Dorcha (ID)

Is éard atá i sruth dorcha ná an sruth sceite a shreabhann trí fhóta-óid in éagmais solais teagmhais. Féadfaidh sé teacht as meicníochtaí éagsúla, lena n-áirítear giniúint teirmeach-athcheangail, idirleathadh iompróra, sceitheadh ​​dromchla, agus lochtanna gléas. Méadaíonn sruth dorcha go ginearálta le claonadh droim ar ais agus teocht agus cuireann sé le hurlár torainn an bhrathadóra. Tá sruth íseal dorcha tábhachtach go háirithe le haghaidh braite íseal-éadrom agus tomhas cumhachta optúla beachtas.

1.3.Cumas Acomhal (Cj) agus Bandaleithid

Is é toilleas acomhal an toilleas a bhaineann leis an acomhal fótadiode. In éineacht leis an bhfriotaíocht ualaigh, féadann sé freagra pas íseal RC a fhoirmiú a chuireann teorainn le bandaleithead braite. Go ginearálta cuireann toilleas acomhail níos ísle ar chumas bandaleithead níos airde, agus is iondúil go laghdaítear toilleas acomhail le claonadh droim ar ais ag méadú agus méaduithe leis an limistéar gníomhach.

Nuair is é freagra RC an teorainn bandaleithead is mó, is féidir an bandaleithead 3dB a mheas mar:

f3dB ≈ 1 / (2π × RL × Cj)

Braitheann bandaleithead iarbhír photodiode freisin ar am idirthurais iompróra, friotaíocht sraithe, paraisítí pacáiste, agus an ciorcad léite amach. Is féidir le limistéir ghníomhacha níos lú agus claonadh droim ar ais cuí cabhrú le bandaleithead níos airde a bhaint amach, ach braitheann an dearadh is fearr ar struchtúr braite agus ar riachtanais iarratais.

1.4.Trastomhas Achar Gníomhach

Is é an limistéar gníomhach an réigiún fhótaisintéiseach den fhóta-óid, a shonraítear go hiondúil ag a thrastomhas. Is féidir le limistéir ghníomhacha níos mó freastal ar léasacha optúla níos mó agus lamháltas ailínithe níos mó a sholáthar do léasacha saorspáis nó éagsúla, ach go ginearálta tá toilleas acomhal níos airde agus bandaleithead níos ísle acu. Soláthraíonn limistéir ghníomhacha níos lú toilleas níos ísle agus d'fhéadfadh freagairt níos tapúla a bheith ann, ach éilíonn siad ailíniú optúil níos cruinne. Braitheann an limistéar gníomhach is fearr ar mhéid an bhíoma, an modh cúplála, an chumhacht optúil, agus na riachtanais bandaleithead.

1.5.Raon Freagartha Spectral

Sainmhíníonn an raon freagartha speictreach na tonnfhaid ar a soláthraíonn an fóta-óid fótafhreagras úsáideach. Tá tionchar ag ionsú agus tarchur ar struchtúr an fheiste ar an teorainn gearr-thonnfhad, agus is é an bandgap leathsheoltóra a chinnfidh an gearrtha fad-tonnfhad go príomha. Is gnách go dtugann fótadiodes caighdeánach InGaAs freagra ó thart ar 900nm go 1700nm, ag brath ar struchtúr feiste agus comhdhéanamh ábhair. Is féidir le leagan InGaAs tonnfhad sínte an fhreagairt a shíneadh go thart ar 2.6µm nó níos faide ná sin d’fheidhmchláir leathnaithe SWIR agus speictreascópachta.

1.6.Líneacht

Tagraíonn líneacht photodiode don ghaolmhaireacht chomhréireach idir cumhacht optúil teagmhais agus fótashruth aschuir. Tá dea-líneacht tábhachtach le haghaidh méadair chumhachta optúla, monatóireacht optúil, agus iarratais tomhais cainníochtúla. Is féidir le fóta-óid PIN freagairt an-líneach a sholáthar thar raon cumhachta optúla leathan nuair a oibrítear iad laistigh dá gcoinníollacha sonraithe. Ag cumhacht optúil ard, is féidir líneacht a theorannú trí fhriotaíocht sraithe, titim voltais, saturation, éifeachtaí spás-luchtaithe, agus an ciorcad léamh amach. Ag cumhacht optúil íseal, tá tionchar níos mó ag an sruth dorcha agus ar an urlár torainn braite iomlán ar chruinneas tomhais.

2. Feidhmchláir tipiciúla

2.1.Cumhacht Optúil a Thomhas agus a Monatóireacht

Úsáidtear fótadiodes go forleathan i méadair chumhachta optúla ríomhaire boise agus benchtop, chomh maith le modúil monatóireachta cumhachta optúla ionsuite i dtrealamh cumarsáide agus tástála. Úsáidtear fótadiodes InGaAs le réimsí gníomhacha oiriúnacha, ardfhreagracht, sruth íseal dorcha, agus líneacht mhaith go coitianta chun cumhacht optúil a thomhas. Is féidir le limistéir ghníomhacha níos mó caoinfhulaingt níos mó a sholáthar maidir le héagsúlachtaí seasamh bíomaí agus ailínithe, agus cuidíonn sruth íseal dorcha le cruinneas tomhais a fheabhsú ag leibhéil chumhacht optúla íseal.

2.2.Glacadóirí Cumarsáide snáthoptaice

I nglacadóirí cumarsáide optúla, déanann fótadiodes comharthaí optúla modhnaithe a thiontú ina gcomharthaí leictreacha le haghaidh próiseála ina dhiaidh sin. Úsáidtear fóta-óid PIN go forleathan nuair a bhíonn ardluais, líneacht agus íogaireacht leordhóthanach ag teastáil, agus soláthraíonn APDanna gnóthachan inmheánach d'iarratais a dteastaíonn íogaireacht glacadóra níos airde uathu. Braitheann an rogha idir PIN agus APD ar an mbuiséad naisc, ar an ráta sonraí, ar an ailtireacht glacadóra, agus ar na riachtanais chostais.

2.3.Braiteadh Snáithín snáthoptaice

Úsáideann córais braite snáthoptaice dáilte, lena n-áirítear braite teochta dáilte (DTS), braite fuaimiúil dáilte (DAS), agus anailís optúil réimse ama Brillouin (BOTDA), fótabhraiteoirí chun comharthaí optúla aisscaipthe nó frithchaite a thomhas ón snáithín braite. Úsáidtear fótadiodes InGaAs go coitianta do chórais a oibríonn timpeall an réigiúin 1550nm, le freagracht, torann, agus bandaleithead roghnaithe de réir na teicníochta braite ar leith agus ailtireacht an chórais.

2.4.Monatóireacht agus Rialú Cumhachta Léasair

Úsáidtear fótadiodes go forleathan le haghaidh monatóireachta cumhachta aschuir léasair fíor-ama agus rialú aiseolais. Is féidir le go leor pacáistí léasair féileacán agus TO-CAN fótadiode monatóireachta a chomhtháthú chun cuid den aschur léasair a shampláil, rud a chumasaíonn rialú cumhachta uathoibríoch (APC). Úsáidtear fótadiodes seachtracha freisin le haghaidh tástála L-I-V, monatóireacht optúil cumhachta, tréithriú scanadh tonnfhad, agus iarratais eile tomhais léasair. Tá fótadiodes InGaAs feiliúnach go maith chun monatóireacht a dhéanamh ar teileachumarsáid agus léasair braite a oibríonn laistigh dá raon freagartha speictreach.

2.5.Speictreascópacht Neas-Infridhearg agus Ionstraimíocht Anailíseach

Úsáideann córais speictreascópachta NIR fóta-óid chun solas a tharchuirtear trí nó a fhrithchaitear ó shamplaí a bhrath chun anailís a dhéanamh ar chomhdhéanamh ceimiceach, cion taise agus airíonna ábhar. Clúdaíonn fótadiodes InGaAs le freagairt a shíneann go 1700nm gnéithe tábhachtacha ionsú NIR uisce, hidreacarbóin, agus comhdhúile orgánacha eile. Tá torann íseal agus freagracht speictreach dea-shaintréithe tábhachtach le haghaidh tomhais chainníochtúla chruinne.

2.6.Braiteadh Tionsclaíochta agus Comhshaoil

Is féidir fótadiodes InGaAs a úsáid i gcórais braite optúla a oibríonn laistigh den raon gar-infridhearg, lena n-áirítear brath gáis NIR TDLAS, braiteadh suímh optúla, agus feidhmeanna tomhais tionsclaíocha eile. I gcórais TDLAS, aimsíonn an fótadiode solas léasair a tharchuirtear trí chill gháis, agus déantar anailís ar athruithe ar dhéine optúla ag tonnfhad an ionsú sprice chun tiúchan gáis a chinneadh. Ba cheart freagra tonnfhad braite, feidhmíocht torainn, agus raon dinimiciúil a roghnú de réir na hailtireachta braite ar leith.