Fotonika je termín pro označení oboru vědy a techniky, který zahrnuje jevy a zařízení, ve kterých je kontrolovaným způsobem ovládaný tok fotonů. Vznikl analogicky k termínu elektronika. V případě elektroniky se jedná o oblast zabývající se jevy a zařízeními, ve kterých je řízen tok elektronů. Vznik fotoniky je důsledkem vývoje, který nastal v optice po třech velkých objevech: vynálezu laseru, zvládnutí technologie optických vláken a zvládnutí výroby polovodičových optických prvků (luminiscenčních diod, laserových diod, a fotodiod).
Hz ]
š
U m
u
NEP
S B
Δ
= .
Fotodiody APD
• poskytují zisk dříve než dojde prvnímu zesílení elektronických obvodech (zvyšuje
se citlivost fotodiody přibližně 100x)
• mechanismus zesílení však zdrojem šumu
• vyžadován zdroj relativně velkými stabilními hodnotami napětí (řádově stovky
voltů)
• zesílení fotodiody citlivé změny teploty napětí
• doba náběhu srovnatelná PIN (méně než ns)
• komplikovanější elektronické obvody
Pro satelitní komunikaci jsou perspektivní vysoce citlivé APD fotodiody pracující tzv.
Další zvýšení citlivosti fotodiod dosáhlo rozšířením vrstvy „I“ zvýšením přiloženého
napětí fotodiody takovéto konstrukce dochází vnitřnímu zesílení (GFD 100), které je
způsobené lavinovým jevem. Uvolněné elektrony interakci fotony jsou urychlovány
relativně vysokým přiloženým napětím 100 strhávají uvolnění další elektrony.
Fotodioda této konstrukce nazývá lavinová fotodioda (APD).Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
U
š
S
u
NEP
2
Δ
= .
Veličina NEP často vztahuje jednotku šířky pásma přenosu Bm.3 Proces fotodetekce, šumy, SNR
Proces fotodetekce (poloklasická metoda)
Následující (Obrázek 4.
4. Protože výkon šumu je
úměrný definuje se
2
-1/2
1 [W. G-M
modu (Geiger-mode; G-M APD).8 Znázornění procesu fotodetekce
(PFD optický výkon přijatý fotodiodou FD; počet fotonů dopadajících čase detekce aktivní
plochu FD; tr, doby náběhu sestupu; proudová citlivost FD; kvantová účinnost FD; GFD –
vnitřní zisk FD; počet elektronů vzniklých základě detekce fotonů; proud; šířka pásma
předzesilovače PZ; GPZ zisk předzesilovače; napětí)
.8) usnadní prováděnou analýzu
FD
PFD, n
i, m
PZ
SI, GFD
Bm, GPZ
u
(tr, tf) zátěž, R
Obrázek 4
