单光子雪崩二极管(spad)和雪崩光电二极管(apd)都是能够将光信号转化为电信号的光检测器，但两者之间仍存在一些细微差异：
工作原理：spad被设计用来检测单个光子;相比之下,apd的目的是检测和测量广范围的光强
度信号。
灵敏度：spad的灵敏度高于apd，可以精确检测单个光子;apd灵敏度较低,用于检测和测量不同光强度的光信号。
线性度：spad输出电信号与入射光强度之间的线性关系,通常不如apd理想。
应用：spad常用于需要高灵敏度和单光子检测的场合,如量子密钥分发、光达和传感;apd常用于需要检测和测量广范围光强度的场合,如光通信、医学成像和军事应用。总结来说,spad和apd的主要差异在于灵敏度和所检测的光信号类型。spad灵敏度高,检测单个光子;apd 灵敏度较低,检测广范围的光强度。
【为什么 apd 需要更高的偏压电压？】
雪崩光电二极管(apd)需要相对较高的偏压电压才能正常工作。高偏压对于在apd内部产生足够强大的电场以驱动载流子(电子和空穴)发生雪崩倍增至关重要。 当apd吸收入射光子时,会生成一对电子空穴。强大的电场使电子和空穴朝相反方向移动并与其他载流子碰撞。这些碰撞会触发链式反应,即雪崩倍增,产生更多载流子。载流子数目的增加会提升apd的电流,使其能够检测和测量不同的光强度。
决定apd所需偏压电压强度的因素有几项,包括材料成分、掺杂度、大小和几何形状。通常,较大的apd,掺杂度越高,所需的偏压越高,以产生进行雪崩倍增所需的电场。总之,高偏压对于apd的正常工作至关重要,因为它可产生驱动载流子发生雪崩倍增的电场,使apd能够检测和测量广范围的光强度。
【apd中的雪崩效应是什么？】当入射光子被apd吸收时,会生成一对电子空穴,此时便会在雪崩光电二极管(apd)中发生雪崩效应。雪崩效应是apd正常工作的关键,使其能够检测和测量不同的光强度。雪崩效应的产生依赖于apd内形成足够强大的电场以驱动载流子发生雪崩倍增。在强大的电场作用下,电子和空穴相互碰撞。这些碰撞会触发更多载流子生成的链式反应,即雪崩倍增。 载流子数目的增加会提高apd的电流,使其能够检测和测量不同的光强度。雪崩效应的大小与apd内部电场强度和材料的掺杂度成正比。电场越强、掺杂度越高会导致载流子倍增越多,使apd的增益越高。总的来说,雪崩效应是apd重要的工作机制,它依赖于电场驱动载流子发生雪崩倍增,使apd具有检测广范围光强度的能力。