雪崩光電二極管（Avalanche Photodiode，簡稱APD）是一種基于內光電效應和雪崩倍增機制的高靈敏度光電器件。它能夠將光信號轉換為電信號，并在內部實現電流放大，廣泛應用于微弱光檢測領域。

一、工作原理
APD的核心機制是雪崩倍增效應。當入射光照射到APD的PN結時，光子被吸收并產生電子-空穴對。在反向偏壓的作用下，這些載流子被加速并獲得足夠能量，通過碰撞電離產生新的電子-空穴對，形成鏈式反應，從而顯著放大光電流。這種內部增益使得APD能夠檢測極微弱的光信號。

二、主要特點

1. 高靈敏度：得益于雪崩倍增效應，APD的響應度遠高于普通光電二極管。
2. 快速響應：APD具有較短的載流子渡越時間，適用于高速光通信系統。
3. 噪聲特性：APD在工作時會引入雪崩噪聲，需優化偏壓以平衡增益與噪聲。
4. 工作電壓：APD需在較高的反向偏壓下工作，通常接近擊穿電壓。

三、應用領域

1. 光通信：作為光纖通信系統中的光接收器件，用于長距離和高比特率傳輸。
2. 激光雷達（LiDAR）：在自動駕駛、遙感探測中用于精確測距和成像。
3. 醫療儀器：應用于血氧檢測、熒光分析等生物醫學傳感。
4. 科研設備：用于光子計數、天文觀測等需要高靈敏度探測的場景。

四、發展前景
隨著新材料（如硅、鍺、III-V族化合物）和結構設計（如分離吸收與倍增區APD）的進步，APD的性能不斷優化。未來，APD將在量子通信、單光子探測等前沿領域發揮更重要作用。