हिमस्खलन प्रक्रिया द्वारा आंतरिक सिग्नल प्रवर्धन के साथ फोटोडायोड। हिमस्खलन फोटोडायोड अर्धचालक प्रकाश डिटेक्टर (फोटोडायोड) हैं जो अपेक्षाकृत उच्च रिवर्स वोल्टेज (आमतौर पर दसियों या सैकड़ों वोल्ट में) पर काम करते हैं, कभी-कभी केवल सीमा से थोड़ा नीचे। इस रेंज में, अवशोषित फोटॉन द्वारा उत्तेजित वाहक (इलेक्ट्रॉन और छेद) एक मजबूत आंतरिक विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होते हैं और फिर द्वितीयक वाहक उत्पन्न करते हैं, जो अक्सर फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों में होता है। हिमस्खलन प्रक्रिया केवल कुछ माइक्रोमीटर की दूरी पर होती है, और फोटोकरंट को कई बार बढ़ाया जा सकता है। इसलिए, हिमस्खलन फोटोडायोड का उपयोग बहुत संवेदनशील डिटेक्टरों के रूप में किया जा सकता है, जिसके लिए कम इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल प्रवर्धन की आवश्यकता होती है और इसलिए कम इलेक्ट्रॉनिक शोर होता है। हालाँकि, हिमस्खलन प्रक्रिया में निहित क्वांटम शोर और एम्पलीफायर शोर पहले बताए गए फायदों को नकार देते हैं। योगात्मक शोर को मात्रात्मक रूप से योगात्मक शोर चित्र, एफ द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जो एक ऐसा कारक है जो एक आदर्श फोटोडिटेक्टर की तुलना में इलेक्ट्रॉनिक शोर शक्ति में वृद्धि को दर्शाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एपीडी का प्रवर्धन कारक और प्रभावी प्रतिक्रिया रिवर्स वोल्टेज से बहुत संबंधित है, और विभिन्न उपकरणों के संबंधित मूल्य अलग-अलग हैं। इसलिए, एक वोल्टेज रेंज को चिह्नित करना आम बात है जिसमें सभी डिवाइस एक निश्चित प्रतिक्रिया प्राप्त करते हैं। हिमस्खलन डायोड की पहचान बैंडविड्थ बहुत अधिक हो सकती है, मुख्य रूप से उनकी उच्च संवेदनशीलता के कारण, सामान्य फोटोडायोड की तुलना में छोटे शंट प्रतिरोधों के उपयोग की अनुमति मिलती है। सामान्यतया, जब डिटेक्शन बैंडविड्थ अधिक होता है, तो एपीडी की शोर विशेषताएँ सामान्य पिन फोटोडायोड से बेहतर होती हैं, और फिर जब डिटेक्शन बैंडविड्थ कम होता है, तो पिन फोटोडायोड और कम शोर नैरोबैंड एम्पलीफायर बेहतर प्रदर्शन करते हैं। प्रवर्धन कारक जितना अधिक होगा, अतिरिक्त शोर का आंकड़ा उतना अधिक होगा, जो रिवर्स वोल्टेज को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है। इसलिए, रिवर्स वोल्टेज को आमतौर पर चुना जाता है ताकि गुणन प्रक्रिया का शोर इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर के लगभग बराबर हो, क्योंकि इससे समग्र शोर कम हो जाएगा। एडिटिव शोर का परिमाण कई कारकों से संबंधित है: रिवर्स वोल्टेज का परिमाण, सामग्री गुण (विशेष रूप से, आयनीकरण गुणांक अनुपात) और डिवाइस डिज़ाइन। सिलिकॉन-आधारित हिमस्खलन डायोड 450-1000 एनएम (कभी-कभी 1100 एनएम तक पहुंच सकते हैं) के तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में अधिक संवेदनशील होते हैं, और उच्चतम प्रतिक्रिया 600-800 एनएम की सीमा में होती है, अर्थात, इस तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में तरंग दैर्ध्य थोड़ा सा होता है सी-पिन डायोड से छोटा। Si APDs का गुणन कारक (जिसे लाभ भी कहा जाता है) डिवाइस डिज़ाइन और लागू रिवर्स वोल्टेज के आधार पर 50 और 1000 के बीच भिन्न होता है। लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए, एपीडी को जर्मेनियम या इंडियम गैलियम आर्सेनाइड सामग्री की आवश्यकता होती है। उनके पास 10 और 40 के बीच छोटे वर्तमान गुणन कारक हैं। InGaAs APD, Ge APD की तुलना में अधिक महंगे हैं, लेकिन उनमें बेहतर शोर विशेषताएँ और उच्च पहचान बैंडविड्थ हैं। हिमस्खलन फोटोडायोड के विशिष्ट अनुप्रयोगों में फाइबर ऑप्टिक संचार, रेंजिंग, इमेजिंग, हाई-स्पीड लेजर स्कैनर, लेजर माइक्रोस्कोप और ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमेट्री (ओटीडीआर) में रिसीवर शामिल हैं।
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