1. முக்கிய செயல்திறன் அளவுருக்கள்

1.1பொறுப்பு (ஆர்)

வினைத்திறன் என்பது A/W இல் வெளிப்படுத்தப்படும் நிகழ்வு ஒளியியல் சக்திக்கு உருவாக்கப்படும் ஒளி மின்னோட்டத்தின் விகிதமாகும். இது அலைநீளம், பொருள் பண்புகள், குவாண்டம் செயல்திறன் மற்றும் சாதன அமைப்பு ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் பொதுவாக 1310nm மற்றும் 1550nm தொலைத்தொடர்பு பேண்டுகளில் அதிக வினைத்திறனை வழங்குகின்றன, இருப்பினும் சரியான மதிப்பு சாதன வடிவமைப்பு மற்றும் இயக்க நிலைமைகளால் மாறுபடும். கொடுக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் உள்ளீட்டிற்கு அதிக வினைத்திறன் அதிக ஒளிமின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, இது மற்ற இரைச்சல் மூலங்கள் ஒப்பிடக்கூடியதாக இருக்கும்போது கண்டறிதல் உணர்திறனை மேம்படுத்தும்.

1.2இருண்ட மின்னோட்டம் (ஐடி)

இருண்ட மின்னோட்டம் என்பது ஒளிச்சேர்க்கையின் ஊடாக பாய்ந்து செல்லும் மின்னோட்டமாகும். வெப்ப உருவாக்கம்-மறுசீரமைப்பு, கேரியர் பரவல், மேற்பரப்பு கசிவு மற்றும் சாதன குறைபாடுகள் உள்ளிட்ட பல வழிமுறைகளிலிருந்து இது எழலாம். இருண்ட மின்னோட்டம் பொதுவாக தலைகீழ் சார்பு மற்றும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது மற்றும் கண்டறிதல் இரைச்சலுக்கு பங்களிக்கிறது. குறைந்த ஒளி கண்டறிதல் மற்றும் துல்லியமான ஒளியியல் சக்தி அளவீட்டிற்கு குறைந்த இருண்ட மின்னோட்டம் மிகவும் முக்கியமானது.

1.3சந்திப்பு கொள்ளளவு (Cj) மற்றும் அலைவரிசை

சந்தி கொள்ளளவு என்பது ஃபோட்டோடியோட் சந்திப்புடன் தொடர்புடைய கொள்ளளவு ஆகும். லோட் ரெசிஸ்டன்ஸ் உடன் சேர்ந்து, டிடெக்டர் அலைவரிசையை கட்டுப்படுத்தும் RC லோ-பாஸ் பதிலை இது உருவாக்கலாம். குறைந்த சந்தி கொள்ளளவு பொதுவாக அதிக அலைவரிசையை செயல்படுத்துகிறது, அதே சமயம் சந்தி கொள்ளளவு பொதுவாக தலைகீழ் சார்பு அதிகரிப்புடன் குறைகிறது மற்றும் செயலில் உள்ள பகுதியுடன் அதிகரிக்கிறது.

RC பதில் மேலாதிக்க அலைவரிசை வரம்பாக இருக்கும்போது, ​​தோராயமான 3dB அலைவரிசையை இவ்வாறு மதிப்பிடலாம்:

f3dB ≈ 1 / (2π × RL × Cj)

உண்மையான ஃபோட்டோடியோட் அலைவரிசையானது கேரியர் டிரான்சிட் நேரம், தொடர் எதிர்ப்பு, தொகுப்பு ஒட்டுண்ணிகள் மற்றும் வாசிப்பு சுற்று ஆகியவற்றையும் சார்ந்துள்ளது. சிறிய செயலில் உள்ள பகுதிகள் மற்றும் பொருத்தமான தலைகீழ் சார்பு ஆகியவை அதிக அலைவரிசையை அடைய உதவும், ஆனால் உகந்த வடிவமைப்பு டிடெக்டர் அமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.

1.4செயலில் உள்ள பகுதி விட்டம்

செயலில் உள்ள பகுதி என்பது ஃபோட்டோடியோட்டின் ஒளிச்சேர்க்கை பகுதி, பொதுவாக அதன் விட்டம் மூலம் குறிப்பிடப்படுகிறது. பெரிய செயலில் உள்ள பகுதிகள் பெரிய ஆப்டிகல் கற்றைகளுக்கு இடமளிக்கும் மற்றும் இலவச-வெளி அல்லது மாறுபட்ட கற்றைகளுக்கு அதிக சீரமைப்பு சகிப்புத்தன்மையை வழங்குகின்றன, ஆனால் பொதுவாக அதிக சந்திப்பு கொள்ளளவு மற்றும் குறைந்த அலைவரிசையைக் கொண்டிருக்கும். சிறிய செயலில் உள்ள பகுதிகள் குறைந்த கொள்ளளவு மற்றும் வேகமான பதிலை வழங்குகின்றன, ஆனால் இன்னும் துல்லியமான ஒளியியல் சீரமைப்பு தேவைப்படுகிறது. உகந்த செயலில் உள்ள பகுதி பீம் அளவு, இணைக்கும் முறை, ஒளியியல் சக்தி மற்றும் அலைவரிசை தேவைகளைப் பொறுத்தது.

1.5ஸ்பெக்ட்ரல் ரெஸ்பான்ஸ் வரம்பு

ஸ்பெக்ட்ரல் ரெஸ்பான்ஸ் வரம்பானது, ஃபோட்டோடியோட் பயனுள்ள ஃபோட்டோரெஸ்பான்ஸை வழங்கும் அலைநீளங்களை வரையறுக்கிறது. குறுகிய அலைநீள வரம்பு சாதன கட்டமைப்பில் உறிஞ்சுதல் மற்றும் பரிமாற்றத்தால் பாதிக்கப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் நீண்ட அலைநீள வெட்டு முதன்மையாக குறைக்கடத்தி பேண்ட்கேப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. நிலையான InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் பொதுவாக சாதன அமைப்பு மற்றும் பொருள் கலவையைப் பொறுத்து தோராயமாக 900nm முதல் 1700nm வரை பதிலை அளிக்கின்றன. விரிவாக்கப்பட்ட-அலைநீளம் InGaAs மாறுபாடுகள் நீட்டிக்கப்பட்ட-SWIR மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி பயன்பாடுகளுக்கு தோராயமாக 2.6µm அல்லது அதற்கு அப்பால் பதிலை நீட்டிக்க முடியும்.

1.6நேர்கோட்டுத்தன்மை

ஃபோட்டோடியோட் நேரியல் என்பது சம்பவ ஒளியியல் சக்தி மற்றும் வெளியீட்டு ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கு இடையிலான விகிதாசார உறவைக் குறிக்கிறது. ஆப்டிகல் பவர் மீட்டர்கள், ஆப்டிகல் கண்காணிப்பு மற்றும் அளவு அளவீட்டு பயன்பாடுகளுக்கு நல்ல நேரியல் முக்கியமானது. PIN ஃபோட்டோடியோட்கள் அவற்றின் குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளுக்குள் செயல்படும் போது பரந்த ஆப்டிகல் சக்தி வரம்பில் அதிக நேரியல் பதிலை வழங்க முடியும். உயர் ஒளியியல் சக்தியில், தொடர் எதிர்ப்பு, மின்னழுத்த வீழ்ச்சி, செறிவு, விண்வெளி-சார்ஜ் விளைவுகள் மற்றும் ரீட்அவுட் சர்க்யூட் ஆகியவற்றால் நேர்கோட்டுத்தன்மையை வரையறுக்கலாம். குறைந்த ஒளியியல் சக்தியில், அளவீட்டு துல்லியம் இருண்ட மின்னோட்டம் மற்றும் ஒட்டுமொத்த கண்டறிதல் இரைச்சல் தளத்தால் அதிக அளவில் பாதிக்கப்படுகிறது.

2. வழக்கமான பயன்பாடுகள்

2.1ஆப்டிகல் பவர் அளவீடு மற்றும் கண்காணிப்பு

ஃபோட்டோடியோட்கள் கையடக்க மற்றும் பெஞ்ச்டாப் ஆப்டிகல் பவர் மீட்டர்களிலும், தகவல் தொடர்பு மற்றும் சோதனை உபகரணங்களில் உள்ளமைக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் பவர் கண்காணிப்பு தொகுதிகளிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் பொருத்தமான செயலில் உள்ள பகுதிகள், அதிக வினைத்திறன், குறைந்த இருண்ட மின்னோட்டம் மற்றும் நல்ல நேரியல் ஆகியவை பொதுவாக ஆப்டிகல் சக்தி அளவீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பெரிய செயலில் உள்ள பகுதிகள் கற்றை நிலை மற்றும் சீரமைப்பு மாறுபாடுகளுக்கு அதிக சகிப்புத்தன்மையை வழங்க முடியும், அதே நேரத்தில் குறைந்த இருண்ட மின்னோட்டம் குறைந்த ஒளியியல் சக்தி நிலைகளில் அளவீட்டு துல்லியத்தை மேம்படுத்த உதவுகிறது.

2.2ஃபைபர்-ஆப்டிக் கம்யூனிகேஷன் ரிசீவர்கள்

ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் ரிசீவர்களில், ஃபோட்டோடியோட்கள் பண்பேற்றப்பட்ட ஆப்டிகல் சிக்னல்களை அடுத்தடுத்த செயலாக்கத்திற்காக மின் சமிக்ஞைகளாக மாற்றுகின்றன. அதிக வேகம், நேரியல் தன்மை மற்றும் போதுமான உணர்திறன் தேவைப்படும் இடங்களில் PIN ஃபோட்டோடியோட்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே சமயம் APDகள் அதிக ரிசீவர் உணர்திறன் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு உள் ஆதாயத்தை வழங்குகின்றன. பின் மற்றும் APD க்கு இடையேயான தேர்வு இணைப்பு பட்ஜெட், தரவு வீதம், ரிசீவர் கட்டமைப்பு மற்றும் செலவுத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.

2.3ஃபைபர்-ஆப்டிக் சென்சிங்

விநியோகிக்கப்பட்ட வெப்பநிலை உணர்திறன் (DTS), விநியோகிக்கப்பட்ட ஒலி உணர்திறன் (DAS) மற்றும் பிரில்லூயின் ஆப்டிகல் டைம்-டொமைன் பகுப்பாய்வு (BOTDA) உள்ளிட்ட விநியோகிக்கப்பட்ட ஃபைபர்-ஆப்டிக் உணர்திறன் அமைப்புகள், உணர்திறன் ஃபைபரிலிருந்து பின்தங்கிய அல்லது பிரதிபலித்த ஆப்டிகல் சிக்னல்களை அளவிட ஃபோட்டோடெக்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் பொதுவாக 1550nm பகுதியில் இயங்கும் அமைப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, குறிப்பிட்ட உணர்திறன் நுட்பம் மற்றும் கணினி கட்டமைப்பின்படி தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட responsivity, சத்தம் மற்றும் அலைவரிசையுடன்.

2.4லேசர் பவர் கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாடு

ஃபோட்டோடியோட்கள் நிகழ்நேர லேசர் வெளியீட்டு சக்தி கண்காணிப்பு மற்றும் பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டிற்கு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பல பட்டாம்பூச்சி மற்றும் TO-CAN லேசர் தொகுப்புகள் ஒரு மானிட்டர் ஃபோட்டோடியோடை ஒருங்கிணைத்து லேசர் வெளியீட்டின் ஒரு பகுதியை மாதிரியாக்க முடியும், இது தானியங்கி சக்தி கட்டுப்பாட்டை (APC) செயல்படுத்துகிறது. எல்-ஐ-வி சோதனை, ஆப்டிகல் பவர் கண்காணிப்பு, அலைநீளம்-ஸ்கேன் குணாதிசயம் மற்றும் பிற லேசர் அளவீட்டுப் பயன்பாடுகளுக்கும் வெளிப்புற ஃபோட்டோடியோட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் தொலைத்தொடர்புகளை கண்காணிப்பதற்கும் அவற்றின் நிறமாலை மறுமொழி வரம்பிற்குள் இயங்கும் லேசர்களை உணருவதற்கும் மிகவும் பொருத்தமானது.

2.5அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலை மற்றும் பகுப்பாய்வு கருவி

என்ஐஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி அமைப்புகள், வேதியியல் கலவை, ஈரப்பதம் மற்றும் பொருள் பண்புகளை பகுப்பாய்வு செய்வதற்காக மாதிரிகள் மூலம் கடத்தப்படும் அல்லது பிரதிபலிக்கும் ஒளியைக் கண்டறிய ஃபோட்டோடியோட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் 1700nm வரை நீட்டிக்கும் பதில் நீர், ஹைட்ரோகார்பன்கள் மற்றும் பிற கரிம சேர்மங்களின் முக்கியமான NIR உறிஞ்சுதல் அம்சங்களை உள்ளடக்கியது. துல்லியமான அளவு அளவீடுகளுக்கு குறைந்த இரைச்சல் மற்றும் நன்கு வகைப்படுத்தப்பட்ட நிறமாலை வினைத்திறன் முக்கியம்.

2.6தொழில்துறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் உணர்வு

NIR TDLAS வாயு கண்டறிதல், ஒளியியல் நிலை உணர்தல் மற்றும் பிற தொழில்துறை அளவீட்டு பயன்பாடுகள் உட்பட அகச்சிவப்பு வரம்பிற்குள் செயல்படும் ஆப்டிகல் சென்சிங் அமைப்புகளில் InGaAs ஃபோட்டோடியோட்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். TDLAS அமைப்புகளில், ஃபோட்டோடியோட் ஒரு வாயு செல் மூலம் கடத்தப்படும் லேசர் ஒளியைக் கண்டறிகிறது, அதே நேரத்தில் இலக்கு உறிஞ்சுதல் அலைநீளத்தில் ஒளியியல் தீவிரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வாயு செறிவைக் கண்டறிய பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. டிடெக்டர் அலைநீள பதில், இரைச்சல் செயல்திறன் மற்றும் டைனமிக் வரம்பு ஆகியவை குறிப்பிட்ட உணர்திறன் கட்டமைப்பின் படி தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும்.