長いカットオフ波長とは何ですか?

長いカットオフ波長

長いカットオフ波長とは、導波管、光ファイバー、または光検出器が効果的に誘導または検出できる光の最長波長を指します。この波長を超えると、デバイスは効率的に動作せず、大きな損失や動作障害が発生します。このパラメータは、特に通信、センシング、およびイメージング技術における光学デバイスの設計とアプリケーションにおいて非常に重要です。

光ファイバーでは、長いカットオフ波長はファイバーのコアとクラッドの材質、およびそれらの屈折率によって決まります。この波長を超えるとファイバーはシングルモード動作をサポートできなくなり、光は複数のモードで誘導されるか、まったく誘導されなくなります。

光検出器の場合、長いカットオフ波長は、検出器が光子を吸収して電気信号を生成できる最大波長を意味します。この制限は、検出器で使用される半導体材料のバンドギャップによって決まります。カットオフよりも長い波長の光子は、バンドギャップを越えて電子を励起するのに十分なエネルギーを持たないため、光電変換は行われません。

長いカットオフ波長を理解して最適化することは、光学システムのパフォーマンスと効率を高めるために不可欠です。これにより、ブロードバンド通信、環境モニタリング、医療診断など、さまざまなアプリケーションの特定の要件を満たし、必要な波長範囲で動作できるデバイスを設計できます。