シリコンフォトダイオードの内部量子効率と応答非直線性の関連性に関する実験的検証

摘要

シリコンフォトダイオード(Si PD)は、７桁超の広い光パワー範囲や可視光から近赤外の波長範囲で応答を示す光センサである。このSi PDを用いて絶対的な光パワー計測を実施するには、光の入射波長に対するSi PDの応答度(A/W)を校正する必要がある。ところが、その校正時の光パワーは数十Wレベルに限定されており、広い光パワーに対して同様の応答度かどうかは不明である。理想的なSi PDは、広い光パワーに対しても応答度が同じ、つまり応答直線性を示すが、ほとhどのSi PDは、ある入射パワーから応答が増加する非直線性（スーパリニアリティ）を示す。この非直線性は、Siバルク内やSi PDの表面でのSi PDの内部量子効率の低下が原因である。これまでの研究では、このスーパリニアリティの実験的評価や、その結果とSi PDの内部量子効率に基づく理論モデルとの比較・検討が実施されてきた。今回、このSi PDの内部量子効率とスーパーリニアリティの関連性に関する実験的評価と、その考察を実施した。