Компоненты волоконно-оптических систем. Белкин М.Е. - 82 стр.

                                       82

ристики составляет 3–4 порядка при увеличении энергии фотона
на 0,1 эВ. Из этого рисунка можно определить пригодность раз-
личных материалов для использования в ВОСП с учетом знако-
мых нам окон прозрачности волоконных световодов. В частно-
сти, длинноволновая граница кремния – 1,1 мкм, германия – 1,72
мкм. То есть, германий является единственным имеющимся в
природе полупроводником, ширина запрещенной зоны которого
позволяет создавать фотоприемники в наиболее перспективных в
ВОСП втором и третьем окнах прозрачности кварцевого светово-
да. Однако, с другой стороны, такая малая ширина запрещенной
зоны (0,6 эВ) вызывает чрезмерно высокие шумы даже при ком-
натных температурах. Удовлетворительной заменой германию
стали полупроводниковые соединения на основе InGaAsP, рабо-
тающие во втором окне, и на основе InGaAs (на рисунке не пока-
заны) с минимальной шириной запрещенной зоны 0,75 эВ, что
соответствует длинноволновой границе рабочего диапазона 1,65
мкм.
     При выполнении условия (46) каждый поглощенный фотон
в идеале порождает одну электронно-дырочную пару. Иными
словами, по аналогии с полупроводниковыми лазерами, кванто-
вая эффективность прибора η, в данном случае определяемая от-
ношением числа пар фотоносителей к числу фотонов на входе
фотоприемника1, получается равной 1. Такой режим работы фо-
топриемника без внутреннего усиления называется режимом сче-
та фотонов [10]. При этом фототок Iф в нагрузке в зависимости от
падающей оптической мощности Рпад будет определяться как:
                        I ф = qη Pпад ( hν )                (47)
где q – элементарный заряд. Рассмотрим связь фототока с пада-
ющей оптической мощностью в реальном фотоприемнике ВОСП,
когда помимо поглощения фотонов возникают побочные эффек-
ты, как например, отражение на границе внешняя среда – полу-
проводник, оптические потери при выводе излучения из волокна.
Потери за счет этих эффектов учитываются с помощью так назы-

1
 Отмечу, что в соответствие с квантовым подходом число фотонов просто определяет-
ся как Рпад/(hν).