Wat is een lawine-fotodiode?
Er zijn veel toepassingen waarin licht wordt omgezet in elektrische signalen, waaronder glasvezelcommunicatiesystemen. Een component die dit kan doen, is de lawine-fotodiode (APD). Deeltjes die ladingsdragers worden genoemd, komen de diode binnen en worden blootgesteld aan een elektrisch veld. In een proces dat een lawine wordt genoemd, worden deeltjes gegenereerd door botsingen en een lichtdeeltje dat een foton wordt genoemd, kan veel elektronen genereren om een elektrische stroom te produceren. Optische ontvangers bevatten meestal een lawine-fotodiode evenals fotontellers en afstandmeters die worden gebruikt in auto's, de bouw en zelfs jacht.
Lawine-fotodioden zijn meestal opgebouwd uit kristallijne siliconenlagen tussen twee elektroden. Een elektrisch veld activeert het proces wanneer licht de diode binnenkomt. Er zijn verschillende soorten APD's die kunnen werken volgens de golflengte van het licht dat ze binnenkomt. Als ze van silicium zijn gemaakt, is het spectrale bereik typisch 300 tot 1.100 nanometer, terwijl een germanium lawine-fotodiode vaak geschikt is voor lichtgolflengten van 800 tot 1.600 nanometer. Een andere versie van indium, gallium en arseen kan werken met golflengtes van 900 tot 1.700 nanometer.
Een lawine-fotodiode is vaak verkrijgbaar in verschillende maten. Grotere diodes kunnen meer licht verkrijgen dan kleinere en elimineren de behoefte aan andere optische componenten die extra kosten met zich mee kunnen brengen. Het gebruik van kleinere variëteiten is voordelig wanneer de halfgeleiderwafelruimte beperkt is. Een APD is over het algemeen het meest geschikt voor wanneer de lichtintensiteit relatief laag is, maar de detectie van middelhoge tot hoge frequenties is noodzakelijk.
Siliciumcomponenten met positieve en negatieve elektrische ladingen worden vaak gebruikt in een lawine-fotodiode. De opstelling creëert meestal een omgekeerde voorspanning, die verwijst naar de spanning die aan het ene uiteinde hoger is dan het andere. Doorslagspanning is de minste hoeveelheid stroom die de diode kan activeren. Het lawine-effect kan doorgaan als de lading dragende deeltjes met voldoende snelheden versnellen. Omgekeerde voorspanning moet typisch hoger zijn dan de verdeling; als het minder is, kan de wrijving ervoor zorgen dat de deeltjes vertragen.
De transmissiecapaciteit van een optisch systeem is vaak afhankelijk van het gebruikte type lawine-fotodiode. Afstandsmeetsystemen kunnen ook profiteren, zoals snelheidswapens voor wetshandhaving, en afstandsmeters die door jagers worden gebruikt. Lawine-fotodiodes zijn vaak een onderdeel van lasersensoren die worden gevonden in havennavigatiesystemen, onderzoeksapparatuur of in machines die de nabijheid van mensen en apparatuur moeten voelen. Ze kunnen ook deel uitmaken van waarschuwingssystemen voor automobilisten.