Wat is SPAD (single-photon avalanche diode)?

Fotodetector die met een sperspanning boven de doorslagspanning werkt en door lawinevermenigvuldiging al bij één foton een grote puls geeft. Wordt gebruikt voor afstandsmeting, zoals bij LiDAR.

Japanse benaming: SPAD(単一光子アバランシェダイオード)

“SPAD (single-photon avalanche diode)” komt voor in 3 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Beeldsensoren en optische componenten, PN-overgang en diode.

Vakgebied: Beeldsensoren en optische componenten

Nu oefenen: vragen over SPAD (single-photon avalanche diode)

Welke uitspraak over de kenmerken van een lawinefotodiode (APD) is juist?

  1. AZe zendt sterk licht uit als er stroom vloeit
  2. BZe versterkt de fotostroom intern door lawinevermenigvuldiging en kan zwak licht met hoge gevoeligheid detecteren
  3. CZe zet wisselstroom om in gelijkstroom
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Ze versterkt de fotostroom intern door lawinevermenigvuldiging en kan zwak licht met hoge gevoeligheid detecteren

Een APD is een fotodiode waarop een grote sperspanning dicht bij de doorslagspanning wordt aangelegd, waarbij door licht gegenereerde ladingdragers door lawinevermenigvuldiging tientallen tot honderden keren worden vermenigvuldigd. Door de interne versterking kan zwak licht worden gedetecteerd dat anders in de ruis van de volgende versterker zou verdwijnen. Ze worden gebruikt in ontvangers voor optische communicatie en LiDAR, en de Geiger-modus (SPAD), waarbij boven de doorslagspanning zelfs één foton een grote puls geeft, wordt gebruikt voor afstandsmeting en kwantumoptica.

Welke uitspraak over het meetprincipe van een ToF-sensor (Time of Flight) is juist?

  1. ADe afstand wordt bepaald uit de tijd tot het uitgezonden licht door het object wordt gereflecteerd en terugkeert
  2. BDe temperatuur wordt bepaald uit de reflectie van geluid
  3. CDe afstand wordt afgeleid uit de kleur van het object
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. De afstand wordt bepaald uit de tijd tot het uitgezonden licht door het object wordt gereflecteerd en terugkeert

Een ToF-sensor meet de tijd tot het door een lichtbron uitgezonden licht door het object wordt gereflecteerd en terugkeert, en bepaalt de afstand als afstand = lichtsnelheid × tijd ÷ 2. Bij een afstand van 1 m duurt de heen-en-terugreis slechts circa 6,7 ns, dus er zijn dToF (met SPAD's), waarbij de tijd van de puls direct wordt gemeten, en iToF, waarbij de afstand uit de faseverschuiving van gemoduleerd licht wordt bepaald. Het wordt gebruikt voor het vastleggen van de driedimensionale vorm van de omgeving, zoals bij gezichtsherkenning op smartphones, AR, robots en LiDAR in auto's.

“SPAD (single-photon avalanche diode)” in de toelichting

Vragen met “SPAD (single-photon avalanche diode)” (3)

  1. Welke uitspraak over de kenmerken van een lawinefotodiode (APD) is juist?
  2. Welke uitspraak over het meetprincipe van een ToF-sensor (Time of Flight) is juist?
  3. Welk ontvangstelement wordt in sperrichting boven de doorslagspanning bedreven en genereert door lawinevermenigvuldiging zelfs bij één foton een puls?

Verwante termen

Fotodiode ToF (time of flight) Backside-illuminated (BSI) Bayerpatroon CCD-beeldsensor CMOS-beeldsensor Correlated double sampling (CDS) Donkerstroom Fixed-patternruis Full-well capacity (verzadigingselektronen)

Naar de woordenlijst