1. মূল কর্মক্ষমতা পরামিতি

1.1।দায়িত্বশীলতা (আর)

রেসপন্সিভিটি হল উত্পন্ন ফটোকারেন্টের সাথে ঘটনা অপটিক্যাল পাওয়ারের অনুপাত, যা A/W এ প্রকাশ করা হয়। এটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য, উপাদান বৈশিষ্ট্য, কোয়ান্টাম দক্ষতা, এবং ডিভাইস গঠন উপর নির্ভর করে। InGaAs ফটোডিওডগুলি সাধারণত 1310nm এবং 1550nm টেলিকমিউনিকেশন ব্যান্ডগুলিতে উচ্চ প্রতিক্রিয়া প্রদান করে, যদিও সঠিক মান ডিভাইসের নকশা এবং অপারেটিং অবস্থার দ্বারা পরিবর্তিত হয়। উচ্চতর প্রতিক্রিয়াশীলতা একটি প্রদত্ত অপটিক্যাল ইনপুটের জন্য আরও ফটোক্যুরেন্ট তৈরি করে, যা অন্যান্য শব্দের উত্স তুলনাযোগ্য থাকলে সনাক্তকরণের সংবেদনশীলতা উন্নত করতে পারে।

1.2।ডার্ক কারেন্ট (আইডি)

ডার্ক কারেন্ট হল লিকেজ কারেন্ট যা ঘটনা আলোর অনুপস্থিতিতে ফটোডিওডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। এটি তাপীয় প্রজন্ম-পুনঃসংযোগ, ক্যারিয়ারের বিস্তার, পৃষ্ঠের ফুটো এবং ডিভাইসের ত্রুটি সহ বিভিন্ন প্রক্রিয়া থেকে উদ্ভূত হতে পারে। ডার্ক কারেন্ট সাধারণত বিপরীত পক্ষপাত এবং তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায় এবং ডিটেক্টর নয়েজ মেঝেতে অবদান রাখে। কম অন্ধকার প্রবাহ কম আলো সনাক্তকরণ এবং নির্ভুল অপটিক্যাল শক্তি পরিমাপের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

1.3।জংশন ক্যাপাসিট্যান্স (Cj) এবং ব্যান্ডউইথ

জংশন ক্যাপাসিট্যান্স হল ফটোডিওড জংশনের সাথে যুক্ত ক্যাপাসিট্যান্স। লোড প্রতিরোধের সাথে একসাথে, এটি একটি RC লো-পাস প্রতিক্রিয়া তৈরি করতে পারে যা ডিটেক্টর ব্যান্ডউইথকে সীমাবদ্ধ করে। নিম্ন জংশন ক্যাপাসিট্যান্স সাধারণত উচ্চ ব্যান্ডউইথ সক্ষম করে, যখন জংশন ক্যাপাসিট্যান্স সাধারণত ক্রমবর্ধমান বিপরীত পক্ষপাতের সাথে হ্রাস পায় এবং সক্রিয় ক্ষেত্রফলের সাথে বৃদ্ধি পায়।

যখন RC প্রতিক্রিয়া প্রভাবশালী ব্যান্ডউইথের সীমাবদ্ধতা হয়, তখন আনুমানিক 3dB ব্যান্ডউইথকে অনুমান করা যেতে পারে:

f3dB ≈ 1 / (2π × RL × Cj)

প্রকৃত ফটোডিওড ব্যান্ডউইথ ক্যারিয়ার ট্রানজিট সময়, সিরিজ প্রতিরোধ, প্যাকেজ পরজীবী এবং রিডআউট সার্কিটের উপর নির্ভর করে। ছোট সক্রিয় এলাকা এবং উপযুক্ত বিপরীত পক্ষপাত উচ্চ ব্যান্ডউইথ অর্জনে সাহায্য করতে পারে, তবে সর্বোত্তম নকশা ডিটেক্টর গঠন এবং প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।

1.4।সক্রিয় এলাকা ব্যাস

সক্রিয় এলাকা হল ফটোডিওডের আলোক সংবেদনশীল অঞ্চল, সাধারণত এর ব্যাস দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়। বৃহত্তর সক্রিয় এলাকাগুলি বৃহত্তর অপটিক্যাল বিমগুলিকে মিটমাট করতে পারে এবং মুক্ত-স্থান বা ভিন্ন বিমের জন্য বৃহত্তর প্রান্তিককরণ সহনশীলতা প্রদান করতে পারে, তবে সাধারণত উচ্চ জংশন ক্যাপাসিট্যান্স এবং নিম্ন ব্যান্ডউইথ থাকে। ছোট সক্রিয় ক্ষেত্রগুলি কম ক্যাপ্যাসিট্যান্স এবং সম্ভাব্য দ্রুত প্রতিক্রিয়া প্রদান করে, তবে আরও সুনির্দিষ্ট অপটিক্যাল সারিবদ্ধকরণ প্রয়োজন। সর্বোত্তম সক্রিয় এলাকা রশ্মির আকার, কাপলিং পদ্ধতি, অপটিক্যাল শক্তি এবং ব্যান্ডউইথের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।

1.5।বর্ণালী প্রতিক্রিয়া পরিসীমা

বর্ণালী প্রতিক্রিয়া পরিসীমা তরঙ্গদৈর্ঘ্য সংজ্ঞায়িত করে যার উপর ফটোডিওড দরকারী ফটোরেসপন্স প্রদান করে। স্বল্প-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সীমা ডিভাইসের কাঠামোতে শোষণ এবং সংক্রমণ দ্বারা প্রভাবিত হয়, যখন দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য কাটঅফ প্রাথমিকভাবে সেমিকন্ডাক্টর ব্যান্ডগ্যাপ দ্বারা নির্ধারিত হয়। স্ট্যান্ডার্ড InGaAs ফটোডিওডগুলি সাধারণত 900nm থেকে 1700nm পর্যন্ত প্রতিক্রিয়া প্রদান করে, ডিভাইসের গঠন এবং উপাদান গঠনের উপর নির্ভর করে। বর্ধিত-তরঙ্গদৈর্ঘ্য InGaAs ভেরিয়েন্টগুলি বর্ধিত-SWIR এবং স্পেকট্রোস্কোপি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আনুমানিক 2.6µm বা তার বেশি প্রতিক্রিয়া প্রসারিত করতে পারে।

1.6।রৈখিকতা

ফটোডিওড লিনিয়ারিটি ঘটনা অপটিক্যাল শক্তি এবং আউটপুট ফটোকারেন্টের মধ্যে আনুপাতিক সম্পর্ককে বোঝায়। অপটিক্যাল পাওয়ার মিটার, অপটিক্যাল মনিটরিং এবং পরিমাণগত পরিমাপ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভাল রৈখিকতা গুরুত্বপূর্ণ। PIN ফটোডিওডগুলি তাদের নির্দিষ্ট অবস্থার মধ্যে চালিত হলে একটি বিস্তৃত অপটিক্যাল শক্তি পরিসরে একটি উচ্চ রৈখিক প্রতিক্রিয়া প্রদান করতে পারে। উচ্চ অপটিক্যাল শক্তিতে, রৈখিকতা সিরিজ প্রতিরোধ, ভোল্টেজ ড্রপ, স্যাচুরেশন, স্পেস-চার্জ প্রভাব এবং রিডআউট সার্কিট দ্বারা সীমিত হতে পারে। কম অপটিক্যাল শক্তিতে, পরিমাপের নির্ভুলতা অন্ধকার প্রবাহ এবং সামগ্রিক ডিটেক্টর শব্দ তল দ্বারা ক্রমবর্ধমানভাবে প্রভাবিত হয়।

2. সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন

2.1।অপটিক্যাল পাওয়ার মেজারমেন্ট এবং মনিটরিং

ফটোডিওডগুলি হ্যান্ডহেল্ড এবং বেঞ্চটপ অপটিক্যাল পাওয়ার মিটারগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, সেইসাথে যোগাযোগ এবং পরীক্ষার সরঞ্জামগুলিতে অন্তর্নির্মিত অপটিক্যাল পাওয়ার মনিটরিং মডিউলগুলিতে। InGaAs উপযুক্ত সক্রিয় এলাকা, উচ্চ দায়বদ্ধতা, কম অন্ধকার কারেন্ট এবং ভাল লিনিয়ারিটি সহ ফটোডিওডগুলি সাধারণত অপটিক্যাল পাওয়ার পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। বৃহত্তর সক্রিয় এলাকা রশ্মি-অবস্থান এবং প্রান্তিককরণ বৈচিত্র্যের জন্য অধিক সহনশীলতা প্রদান করতে পারে, যখন কম অন্ধকার কারেন্ট কম অপটিক্যাল শক্তি স্তরে পরিমাপের সঠিকতা উন্নত করতে সাহায্য করে।

2.2।ফাইবার-অপটিক কমিউনিকেশন রিসিভার

অপটিক্যাল কমিউনিকেশন রিসিভারগুলিতে, ফটোডিওডগুলি পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের জন্য মড্যুলেটেড অপটিক্যাল সিগন্যালকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে। পিন ফটোডিওডগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় যেখানে উচ্চ গতি, রৈখিকতা এবং পর্যাপ্ত সংবেদনশীলতা প্রয়োজন, যখন APDগুলি উচ্চতর রিসিভার সংবেদনশীলতার প্রয়োজন হয় এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অভ্যন্তরীণ লাভ প্রদান করে। PIN এবং APD এর মধ্যে পছন্দ লিঙ্ক বাজেট, ডেটা রেট, রিসিভার আর্কিটেকচার এবং খরচের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।

2.3।ফাইবার অপটিক সেন্সিং

ডিস্ট্রিবিউটেড ফাইবার-অপ্টিক সেন্সিং সিস্টেম, ডিস্ট্রিবিউটেড টেম্পারেচার সেন্সিং (DTS), ডিস্ট্রিবিউটেড অ্যাকোস্টিক সেন্সিং (DAS), এবং Brillouin অপটিক্যাল টাইম-ডোমেন অ্যানালাইসিস (BOTDA), সেন্সিং ফাইবার থেকে ব্যাকস্ক্যাটারড বা প্রতিফলিত অপটিক্যাল সিগন্যাল পরিমাপ করতে ফটোডিটেক্টর ব্যবহার করে। InGaAs ফটোডিওডগুলি সাধারণত 1550nm অঞ্চলের আশেপাশে অপারেটিং সিস্টেমগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়, নির্দিষ্ট সেন্সিং কৌশল এবং সিস্টেম আর্কিটেকচার অনুসারে প্রতিক্রিয়াশীলতা, শব্দ এবং ব্যান্ডউইথ নির্বাচন করা হয়।

2.4।লেজার পাওয়ার মনিটরিং এবং কন্ট্রোল

ফটোডিওডগুলি রিয়েল-টাইম লেজার আউটপুট পাওয়ার মনিটরিং এবং প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অনেক প্রজাপতি এবং TO-CAN লেজার প্যাকেজ একটি মনিটর ফটোডিওডকে একীভূত করে লেজার আউটপুটের একটি অংশের নমুনা তৈরি করতে পারে, যা স্বয়ংক্রিয় শক্তি নিয়ন্ত্রণ (APC) সক্ষম করে। বহিরাগত ফটোডিওডগুলি L-I-V পরীক্ষা, অপটিক্যাল পাওয়ার মনিটরিং, তরঙ্গদৈর্ঘ্য-স্ক্যান বৈশিষ্ট্য এবং অন্যান্য লেজার পরিমাপ অ্যাপ্লিকেশনের জন্যও ব্যবহৃত হয়। InGaAs ফটোডিওডগুলি টেলিকম নিরীক্ষণ এবং তাদের বর্ণালী প্রতিক্রিয়া সীমার মধ্যে কাজ করা লেজারগুলিকে সেন্সিং করার জন্য উপযুক্ত।

2.5।নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি এবং বিশ্লেষণাত্মক যন্ত্র

এনআইআর স্পেকট্রোস্কোপি সিস্টেমগুলি রাসায়নিক গঠন, আর্দ্রতা সামগ্রী এবং উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলির বিশ্লেষণের জন্য নমুনার মাধ্যমে প্রেরিত বা প্রতিফলিত আলো সনাক্ত করতে ফটোডিওড ব্যবহার করে। 1700nm পর্যন্ত প্রতিক্রিয়া সহ InGaAs ফটোডিওডগুলি জল, হাইড্রোকার্বন এবং অন্যান্য জৈব যৌগের গুরুত্বপূর্ণ NIR শোষণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে কভার করে। সঠিক পরিমাণগত পরিমাপের জন্য কম শব্দ এবং ভাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত বর্ণালী দায়বদ্ধতা গুরুত্বপূর্ণ।

2.6।শিল্প এবং পরিবেশগত সংবেদন

InGaAs ফটোডিওডগুলি NIR TDLAS গ্যাস সনাক্তকরণ, অপটিক্যাল পজিশন সেন্সিং এবং অন্যান্য শিল্প পরিমাপ অ্যাপ্লিকেশন সহ কাছাকাছি-ইনফ্রারেড পরিসরের মধ্যে অপারেটিং অপটিক্যাল সেন্সিং সিস্টেমে ব্যবহার করা যেতে পারে। TDLAS সিস্টেমে, ফটোডিওড একটি গ্যাস কোষের মাধ্যমে প্রেরিত লেজার আলো সনাক্ত করে, যখন লক্ষ্য শোষণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে অপটিক্যাল তীব্রতার পরিবর্তনগুলি গ্যাসের ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য বিশ্লেষণ করা হয়। ডিটেক্টর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রতিক্রিয়া, শব্দ কর্মক্ষমতা, এবং গতিশীল পরিসীমা নির্দিষ্ট সেন্সিং আর্কিটেকচার অনুযায়ী নির্বাচন করা উচিত।