受光素子(読み)ジュコウソシ

日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

受光素子
じゅこうそし
photo detector

光信号や光エネルギーを、電気信号や電気エネルギーに転換する機能をもった素子。一般に光の強度を検出する検知器を光(ひかり)検出器、あるいは受光素子という。光(こう)電子放出効果を利用した光電子増倍管や、半導体の量子効果を利用した半導体受光素子などがある。半導体による受光素子は、入射光子によって発生するキャリアの動きを利用するものであり、小型・軽量化の利点がある。[野村貞夫]

光伝導型受光素子

ほとんどの半導体では、入射光によって物質の電気伝導度が変化する。この現象は光伝導効果とよばれ、これを光の検出に利用した素子を光伝導型受光素子という。真性半導体では紫外域から近赤外域まで利得があり、赤外域用では不純物半導体が用いられている。この型の受光素子は構造が簡単なため、受光部の面積を大きくし、利得を高めることができる。この反面、速い応答速度は望めない。[野村貞夫]

光起電力型受光素子

2種の半導体の接合面や金属と半導体の接触面に光を入射すると起電力が発生する。この効果を光起電力効果といい、これを利用した検出器を光起電力型受光素子という。本質的にこの型の素子は伝導型に比べ高応答速度が望める。
 代表的なものは、n型シリコンウェハーの上に拡散法によって薄いp型層を作成したpn接合ホトダイオードである。pn型より応答性の高いものに、pinホトダイオードがある。これはp層とn層の間に真性半導体を挿入することによって空乏層を10マイクロメートル程度に広げて高応答速度を得ている。また高応答性と高い利得の両者を満足させたものにアバランシェ・ホトダイオードがある。これは逆バイアスされたpn接合部の衝突電離による電子なだれ現象を利用したものである。
 このほか光通信用長波長用素子がある。これは、1.5マイクロメートルから1.7マイクロメートルの光の波長域に感度をもつゲルマニウムや‐V属化合物半導体が使われている。ゲルマニウムによる素子は、赤外域用として実用化されているが、‐V属のものはまだ研究段階である。[野村貞夫]
『応用物理学会編『応用物理実験技術ハンドブック』(1971・オーム社) ▽田幸敏治・辻内順平・南茂夫編『光学的測定ハンドブック』(1981・朝倉書店)』

出典 小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について 情報 | 凡例

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