光电二极管或光电探测器，是能够将光能转换成电流的PIN半导体器件。据外媒报道，韩国浦项工科大学的一组研究人员近期开发出了一款近红外（NIR）硅光电二极管，比现有的光电二极管灵敏度高出三分之一。
图片来源：photonics.com
现有的近红外光电二极管通常由化学材料制成，需要单独的冷却装置，很难集成。而浦项工科大学Chang-Ki Baek教授领导的一组研究人员采用沙漏型的硅纳米线，增加了硅对红外光的吸收。
位于纳米线上方，倒转的纳米锥通过产生回音壁式共振，延长了近红外-短波红外（SWIR）光子的停留时间，而下方的纳米锥由于反射率低，能够重新吸收附近纳米线的入射光。
与现有的平板硅光电子二极管相比，该纳米线在1000纳米波长下，对近红外光的反应增加了29%。研究人员将新研发的光电二极管用于移动心率测量系统中，结果发现，与现有的光电二极管相比，新型光电二极管的灵敏度更高，而且误差率不到1%。
用于制造光电二极管的硅能够以低成本量产，潜在的应用包括用于自动驾驶车辆的激光雷达、医疗激光器、夜视、图像传感器等。
雪崩光电二极管，资料图
据了解，目前，随着激光雷达在汽车领域的跨越式发展，推动了雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode，APD）在汽车领域的应用。雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode，APD），是一种高灵敏度光电探测器，具有内部增益机制和快速上升时间，可在高反向电压下工作。APD可用于那些需要高带宽/高调制频率、较少电子信号放大或低光信号强度，以及低电子噪声的高灵敏探测器和应用。
雪崩光电二极管适用于高强度环境光照、需计算直接飞行时间（ToF）的长距离应用。此外，其高动态范围使其可满足物体探测、光学距离测量、遥感、扫描等需求。因而，其部分应用包括：物体/形状识别激光测量仪、激光测距仪、区域扫描以及激光雷达（LiDAR）等系统，广泛服务于军事、医疗、工业和汽车等行业。
由于高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶技术的高速发展，汽车行业从众多应用中脱颖而出，已被证明是APD最有前景的应用领域。预计称，在自动驾驶传感器领域，集成了雪崩光电二极管的激光雷达，在未来将斩获更大的市场份额，实现高速增长。
除雪崩光电二极管外，PIN光电二极管、单光子雪崩二极管（SPAD）和硅光电倍增管（SiPM）等其它探测器，也可以在激光雷达系统中，根据不同场景作为单颗元件或阵列应用。在这些探测器中，SiPM只能采用硅技术，其它探测器可基于硅或化合物半导体。