Siliziumphotonik
Welcher Wert liegt der Empfindlichkeit (Responsivität; Strom pro 1 W Licht) einer Photodiode mit 80 % Quanteneffizienz bei 1,55 µm Wellenlänge am nächsten (R [A/W] ≈ Quanteneffizienz × λ [µm] / 1,24)?
- AEtwa 0,6 A/W
- BEtwa 1,5 A/W
- CEtwa 1,0 A/W
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Antwort: C. Etwa 1,0 A/W
Die Responsivität beträgt R ≈ η × λ / 1,24, also 0,8 × 1,55 / 1,24 ≈ 1,0 A/W. Da die Energie eines einzelnen Photons umso kleiner ist, je länger die Wellenlänge, enthält dieselbe Leistung von 1 W bei längerer Wellenlänge mehr Photonen, sodass bei gleicher Quanteneffizienz mehr Strom fließt. Bei 1,31 µm und 80 % Quanteneffizienz sind es beispielsweise etwa 0,85 A/W. Selbst bei 100 % Quanteneffizienz liegt die Obergrenze bei 1,55 µm bei etwa 1,25 A/W, sodass etwa 1,5 A/W (Multiplikation mit 1,24 statt Division) unmöglich ist. Etwa 0,6 A/W ergibt sich, wenn man Wellenlänge und 1,24 vertauscht.