不同材料吸收系数(2)与波长的关系 105 Ge 特定的材料只能用于 截止波长2由其带隙能量 某个截止波长范围内 E,决定：e=hc/Eg 104 (1)入入射>入截止 GaAs w入射不足以激励出电子 103 (2)入入射<入藏止 材料对光子开始吸收 102 (3)入入射<<入截止 材料吸收强烈(，很大) 101 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 光的透射力变得很弱 波长(m) 光子能量增大方向 耗尽区
不同材料吸收系数s()与波长的关系 截止波长c由其带隙能量 Eg决定： c = hc / Eg (1) 入射 > 截止 hv入射不足以激励出电子 (2) 入射 < 截止 材料对光子开始吸收 (3) 入射 < < 截止 材料吸收强烈 (s很大) 光的透射力变得很弱
例 有一个GaAs光电二极管，在300K时其带隙能量为 1.43eV,其截止波长为： hc 6.625×10-4J-s3x10m/s-8 69nm 1.43eV1.6×10-9J/eV) 因此检测器不能用于波长范围大于869nm的系统中
有一个GaAs光电二极管，在300 K时其带隙能量为 1.43 eV，其截止波长为： 因此检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。 869 nm 1.43 (1.6 10 / ) 6.625 10 3 10 / 19 34 8 eV J eV J s m s E hc g c 例
pin的量子效率 如果耗尽区宽度为w,在距离W内吸收光功率为： P(w）=Pn(1-ea,ar) 若二极管的入射表面反射系数为R, 初级光电流为： ,=P0-R1-e是 Ip Pin cc Eim 其中g是电子电荷。量子效率定义为产生的电子-空穴 对与入射光子数之比： n= Lg=(1-RX1-ea) P./hv 量子效率只与波长有关，而与P无关
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为： (1 ) w in s P w P e hv q I P R e w p in f s (1 )(1 ) 若二极管的入射表面反射系数为Rf，初级光电流为： 其中q是电子电荷。量子效率定义为产生的电子-空穴 对与入射光子数之比： 量子效率只与波长有关，而与Pin无关 (1 )(1 ) / / w f in p s R e P hv I q pin的量子效率 2 p Pin Ein I
例 有一个InGaAs光电二极管，在100ns内共入射了波长 为1300nm的光子6×106个，产生了5.4×106个电子 空隙对，则其量子效率可以等于： 5.4×106 7= =90% 6×106 实际检测器的量子效率一般在30%-95%之间。增加量 子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的入射 光子可以被吸收。但是耗尽区越宽，pin的响应速度 会变慢。因此二者构成一对折衷。 7=(（1-Rr1-e,ar)
有一个InGaAs光电二极管，在100ns内共入射了波长 为1300 nm的光子6×10 6个，产生了 5.4×10 6 个电子 空隙对，则其量子效率可以等于： 实际检测器的量子效率一般在30%-95%之间。增加量 子效率的办法是增加耗尽区的厚度，使大部分的入射 光子可以被吸收。但是耗尽区越宽，pin的响应速度 会变慢。因此二者构成一对折衷。 90% 6 10 5.4 10 6 6 例 (1 )(1 ) w f s R e
pin的响应度R 光电二极管的性能常使用响应度咒来表征： (AW) hv 例：能量为1.53×1019J的光子入射到光电二极管上，此二极 管的响应度为0.65AW,如果入射光功率为10uW,则产生的 光电流为： I,=RPm=(0.65AW)×(10uW)=6.5uA u子 在1550nm处典型响应度为0.7AW
(A/W) hv q P I in p 光电二极管的性能常使用响应度 来表征： 例：能量为1.53 × 10 -19 J的光子入射到光电二极管上，此二极 管的响应度为0.65 A/W，如果入射光功率为10 mW，则产生的 光电流为： I p Pin (0.65A/W) (10μW) 6.5μA pin的响应度 在1550 nm处典型响应度为0.7 A/W