パラメータ設定
プリセット
光学・電気パラメータ
量子効率 η
0.90
波長 λ
1550 nm
受光面積 A
0.50 mm²
帯域幅 B
1.0 GHz
暗電流 I_d
1.0 nA
負荷抵抗 R_L
50 Ω
動作温度 T
300 K
入射光パワー P
1.0 μW
—
応答度 R [A/W]
—
光電流 [μA]
—
NEP [pW/√Hz]
—
D* [10¹⁰ cm√Hz/W]
—
SNR [dB]
—
最小検出信号 [pW]
雑音成分比較
光パワー vs SNR特性
主要な計算式
応答度：
$$R = \frac{\eta e}{h\nu} = \frac{\eta e \lambda}{hc} \quad \text{[A/W]}$$ショット雑音：
$$i^2_{shot} = 2e(I_{photo} + I_d)\cdot B$$熱雑音（Johnson）：
$$i^2_{thermal} = \frac{4k_B T B}{R_L}$$SNR：
$$\mathrm{SNR} = \frac{(R\cdot P)^2}{i^2_{shot}+i^2_{thermal}}$$比検出率：
$$D^* = \frac{\sqrt{A \cdot B}}{\mathrm{NEP}} \quad \text{[cm}\cdot\sqrt{\text{Hz}}\text{/W]}$$
実務ポイント： 低ノイズ設計ではまずショット雑音と熱雑音のどちらが支配的かを確認。高インピーダンス（TR増幅器）使用で熱雑音低減。冷却でショット雑音を下げ量子限界SNRへ近づける。LiDARではAPDの増倍雑音（過剰雑音係数F）も考慮が必要。