پایان نامه ارشد رایگان با موضوع شبیه سازی و طول موج

بازده کوانتومی کل آشکارساز برابر است با:
(2-82)
تفاوت فاز بین نور تابش و بازتاب که در رابطه بالا شامل می شود برابر است با :
(2-83)
که و می باشد. برای بازده کوانتومی ماکزیمم، باید در 2𝜋 ضرب شود. در این شرایط بازده کوانتومی رفت و برگشت برابر است با:
(2-84)
(2-85)
بازده کوانتومی آشکارساز با انتخاب مناسب آینه های کاواک فابری پروت می تواند ماکزیمم شود. هم چنین با افزایش بازتابش آینه ی پایینی کاواک به علت افزایش نور بازتابش که از لایه جذب بازتابش می شود و باعث بوجود آمدن حامل ها می شود، افزایش می یابد. از این رو مقدار بهینه بازتابش آینه پایینی یک می باشد. مقدار QWS لازم برای واحد بودن بازتابش آینه پایینی به ضریب انکسار بین دو ماده QWS بستگی دارد. بازتابش آینه بالایی (R1) شرایط تداخل سازنده را در لایه جذب باید ارضا کند:
(2-86)
بر طبق معادله (2-83) تفاوت فازی بین موج تابش و بازتابش درون کاواک به طول موج نور ورودی بستگی دارد. بنابراین اگر طول موج نور ورودی از مقدار طراحی شده برای آشکارساز تغییر کند، λ شرایط بازده کوانتومی ماکزیمم را ارضا نمی کند. در این مورد بازده کوانتومی به شدت با تغییرات طول موج به علت ساختار حساس به λ آشکارساز تغییر می کند.
در معادلات بالا اثرات موج ایستا (SWE) به صورت ضریب جذب در نظر گرفته می شود:
(2-87)
که ضریب جذب لایه فعال آشکارساز SWE به صورت زیر می باشد:
(2-88)
فرض بر این است که ناحیه فعال در مرکز دیود نوری قرار گرفته است. اثر موج ایستا در ناحیه فعال باریک بسیار مهم می باشد. در تمام محاسبات اثر SWE در نظر گرفته می شود.

مطلب مرتبط :   فروش پایان نامه :درماندگی مالی

ب- مدل spice
وقتی نور ورودی توسط ناحیه جذب، جذب می شود جفت الکترون حفره ها بوجود می آیند. برای محاسبه پاسخ ضربه آشکارساز غلظت حامل ها بر حسب زمان مورد نیاز است. پس از طی کردن طول مسافت مرده (Δwm) دردرون لایه تکثیر تولید حامل های ثانویه شروع می شود. الکترون های اولیه و ثانویه به سمت لایه N+ و حفره های اولیه و ثانویه به سمت P+ می روند و جریان بوجود می آید. مدار معادل برای شبیه سازی spice آشکارساز RCE-SAGCM-APD در شکل (2-22) نشان داده شده است. این مدل شبیه به مدل آشکاساز پین ]25[ و هم چنین مدار معادل RCE-PIN-PD می باشد]26[،]27[.
در این مدل جریان منبع Iph جریان اپتیکی تولید شده است که به توان موج ورودی و فرکانس آن بستگی دارد :
(2-89)
تابع تبدیل H پاسخ فرکانسی و Hp و Hs از اجزا پاسخ فرکانسی می باشند که اثر حامل های اولیه و ثانویه را نشان می دهند.
شکل (2-22) a) مدل spice آشکارساز RCE-APD b) نمایش spice مدل
Hp و Hs برابر هستند با:
(2-90)