埃賽力達硅雪崩光電二極管是一種半導體光探測器(光電二極管),工作在較高反向電壓下,有時僅比閾值稍低。在這一范圍內,吸收光子激發的載流子(電子和空穴)在很強的內部電場作用下加速,然后產生二次載流子,這在光電倍增管中經常發生。雪崩過程只發生在幾微米的距離上,光電流就能被放大很多倍。因此,埃賽力達硅雪崩光電二極管可以用作非常靈敏的探測器,只需要較少的電子信號放大,因此電子噪聲也比較小。但是,雪崩過程本身就存在量子噪聲和放大器噪聲,因此會抵消之前提到的優勢。附加噪聲可以由附加噪聲系數F來定量描述,它是表征與理想光探測器相比電子噪聲功率提高的因子。
需要注意的是,放大因子以及APD的有效響應度與反向電壓非常相關,并且不同器件對應的值不同。因此,常用的做法是表征某一電壓范圍,其中所有的器件都能達到一定的響應度。
埃賽力達硅雪崩光電二極管的探測帶寬可能非常高,主要是其靈敏度很高,可以使用比普通光電二極管中更小的分流電阻。
一般來講,需要探測帶寬很高時,APD的噪聲特性比普通的PIN型光電二極管要好,然后探測帶寬較低時,PIN型光電二極管和一個低噪聲的窄帶放大器性能更好。放大因子越高,附加噪聲系數越高,這都是提高反向電壓得到的。因此,通常選擇反向電壓滿足倍增過程噪聲約等于電子放大器的噪聲,因為這樣會使總的噪聲最小。附加噪聲的大小與很多因子有關:反向電壓的大小,材料性質(尤其是,電離系數比)和裝置設計。
埃賽力達硅雪崩光電二極管在450-1000nm(有時可以達到1100nm)波長區域比較敏感,最高響應度在600-800nm范圍內,即該波長區域波長略小于Si p-i-n二極管。根據器件設計和施加的反向電壓不同,Si APD的倍增因數(也稱為增益)在50到1000之間變化。對于更長的波長,APD需要采用鍺或者銦鎵砷材料。它們具有更小的電流倍增因數,在10到40之間。InGaAs APDs比Ge APDs更加昂貴,但是具有更好的噪聲特性和更高的探測帶寬。
埃賽力達硅雪崩光電二極管的典型應用包括光纖通信中的接收器,測距,成像,高速激光掃描儀,激光顯微鏡和光學時域反射計(OTDR)。
