光电探测器频率响应

　　光电探测器正常工作所能探测到入射光信号的调制频率是有限的，调制频率高于光电探测器频率响应的入射光信号将不能被正确探测出。频率响应是光电探测器对加在光载波上的电调制信号的响应能力的反应，表征了光电探测器的频率特性。光电二极管的响应速度是由探测信号的上升时间或下降时间来衡量的，通常取两者之间较大的值。在光纤通信中，要求接收端的光电探测器能够对光纤中的高速调制光脉冲信号快速响应，从而提高信噪比，降低系统的误码率。

　　在半导体光电探测器中，影响响应速度的因素主要有^［12］：

　　（1）耗尽区内载流子的渡越时间。当耗尽区内的电场达到饱和时，载流子以最大漂移速率Vs运动，设定耗尽区宽度饿。

　　（2）耗尽区外载流子扩散时间。载流子扩散运动较慢，而且大部分产生在耗尽区外的载流子寿命较短，很快就会复合。只有在耗尽区附近的部分载流子能够扩散进入耗尽区，并在电场作用下才能形成光生电流。

　　（3）光电二极管耗尽区电容。耗尽层的电容是影响速度的主要因素，这就意味着大面积的光电探测器不能用于探测调制频率较高的光信号。加大光电探测器本征层的宽度对提高量子效率和减小光电探测器电容是一致的，而增大宽度意味着载流子在吸收区内的渡越时间将会增加。减小光电探测器的面积可以有效减少结电容和暗电流，但是小面积的光电探测器给光纤的有效耦合带来了难度。因此，为了优化响应速度，需要选择适当的吸收深度和光电探测器面积。比较合理的做法是选择一定的耗尽层宽度，使得载流子渡越时间是调制周期的一半^［12］。