Lavinų fotodetektorius(APD fotodetektorius) yrapuslaidininkinis fotodetektoriuskuris naudoja lavinos dauginimo efektą vidiniams signalams sustiprinti. Jis sukuria stiprų elektrinį lauką įrenginio viduje, naudodamas didelę atvirkštinę įtampą (paprastai nuo dešimčių iki šimtų voltų), sustiprina silpnus optinius signalus į išmatuojamus stiprius elektrinius signalus ir pasižymi dideliu stiprinimu, dideliu jautrumu ir greitu atsaku.
1. Lavinų fotodetektoriaus pagrindinis veikimo principas
Optoelektroninė konversija: fotonai krinta į APD šviesai jautrią sritį ir sugeriami, sudarydami elektronų skylių poras.
Lavinos dauginimasis: Veikiant stipriam elektriniam laukui, fotoelektriniai krūvininkai yra greitinami ir susiduria su gardelės atomais, kad jonizuotųsi, generuodami naujas elektronų skylių poras ir formuodami grandinės dauginimąsi (panašų į „lavinos“ efektą), kuris padidina vidinį fotosrovės stiprinimą dešimtis ar tūkstančius kartų, labai pagerindamas silpnų optinių signalų aptikimo jautrumą.
2. Lavinų fotodetektoriaus pagrindinės savybės
2.1 Didelis stiprinimas ir didelis jautrumas: geba aptikti itin silpnus šviesos signalus (maždaug 10 kartų jautresnius nei įprasti fotodiodai), tinka esant silpnam apšvietimui.
2.2 Greitas reagavimo greitis: reagavimo greitis gali siekti nanosekundes, tinka didelės spartos optiniam signalui aptikti (pvz., didelės spartos optiniam ryšiui).
2.3 Geras tiesiškumas: išėjimo srovė turi gerą tiesinį ryšį su krintančios šviesos intensyvumu, kuris gali išmatuoti tiek atstumą (per šviesos intensyvumą), tiek atspindėjimą.
2.4 Santykinai didelis triukšmas: Dėl lavinos dauginimosi proceso APD triukšmas yra šiek tiek didesnis nei įprastų fotodiodų, o stiprinimas kinta priklausomai nuo temperatūros, todėl paprastai reikalinga temperatūros kompensavimo grandinė.
3. Pagrindinės taikymo sritys
3.1 Lidaras: kaip pagrindinis LiDAR imtuvo komponentas, jis naudojamas dideliems atstumams, mažo atspindžio aptikimui tokiose situacijose kaip transporto priemonės, dronai ir geodezija.
3.2 Šviesolaidinis ryšys: naudojamas silpniems optiniams signalams priimti tolimojo nuotolio, didelės spartos optinio ryšio sistemose.
3.3 Silpnos šviesos aptikimas: taikomas tokiose srityse kaip kvantinė komunikacija, biomedicininis vaizdavimas (pvz., PET skenavimas, fluorescencijos aptikimas), tolimojo kosmoso tyrinėjimas, lazerinis diapazono matavimas ir pramoninis aptikimas.
Pastaba: KaiAPD fotodetektoriusveikia esant didelei atvirkštinei įtampai (artimai pramušimo įtampai) ir yra suporuotas su gesinimo grandine, gali veikti „Geiger“ režimu ir gali būti naudojamas kaip vienas fotonaslavinos fotodiodas(SPAD) didelio jautrumo aptikimui vieno fotono lygmenyje.
Įrašo laikas: 2026 m. rugsėjo 18 d.