Fotodioda jest wykorzystywana w optycznych systemach komunikacyjnych do wykrywania sygnałów optycznych poprzez przekształcanie światła na sygnały elektryczne. W takich zastosowaniach fotodioda jest zwykle umieszczana na końcu odbiorczym kabla światłowodowego lub ścieżki optycznej. Kiedy zmodulowane sygnały świetlne przenoszące dane dostają się do fotodiody, generują pary elektron-dziura w materiale półprzewodnikowym. Powstały fotoprąd, który odpowiada intensywności i modulacji padającego światła, jest następnie wzmacniany i przetwarzany w celu odzyskania przesłanej informacji. Proces ten umożliwia fotodiodom dokładne wykrywanie i dekodowanie sygnałów optycznych w zastosowaniach telekomunikacyjnych, transmisji danych i sieciowych.
Wykrywanie sygnału optycznego polega na użyciu fotodetektora, takiego jak fotodioda lub fototranzystor, który reaguje na światło. W praktyce sygnał optyczny kierowany jest na obszar aktywny fotodiody, gdzie pod wpływem padających fotonów generuje pary elektron-dziura. Powstały fotoprąd jest następnie przekształcany na sygnał elektryczny proporcjonalny do natężenia światła i modulacji. Ten sygnał elektryczny można dalej przetwarzać i analizować w celu wyodrębnienia informacji zakodowanych w sygnale optycznym, dzięki czemu fotodiody stają się niezbędnymi elementami komunikacji optycznej, teledetekcji i optycznych systemów pomiarowych.
Fotodioda jest powszechnie stosowana do wykrywania światła widzialnego, ponieważ jest zaprojektowana tak, aby reagować na określone długości fal w widmie widzialnym. Fotodiody wrażliwe na światło widzialne są stosowane w takich zastosowaniach, jak światłomierze, czujniki koloru i systemy obrazowania, gdzie wymagana jest precyzyjna detekcja i pomiar natężenia i koloru światła widzialnego. Fotodioda działa podobnie do swojej funkcji polegającej na wykrywaniu innych długości fal światła i przekształca padające fotony światła widzialnego na prąd elektryczny, który można określić ilościowo i przeanalizować w celu określenia charakterystyki przychodzącego światła.
Działanie detektora fotodiodowego opiera się na jego zdolności do przekształcania fotonów światła w prąd elektryczny pod wpływem sygnałów optycznych. Kiedy światło dociera do fotodiody, pod wpływem energii fotonów tworzy w materiale półprzewodnikowym pary elektron-dziura. Wbudowane pole elektryczne w fotodiodzie, zwykle uzyskiwane poprzez polaryzację wsteczną, przyspiesza te nośniki ładunku w kierunku elektrod, wytwarzając fotoprąd. Prąd ten jest wprost proporcjonalny do natężenia padającego światła, dzięki czemu fotodioda może działać jako czuły detektor różnych sygnałów optycznych o różnych długościach fal.
Tak, fotodiodę uważa się za czujnik optyczny, ponieważ wykrywa i mierzy światło w różnych długościach fal, w tym światło widzialne, ultrafiolet i podczerwień. Zdolność konwertowania padających fotonów na prąd elektryczny sprawia, że fotodiody mogą służyć jako wszechstronne czujniki w zastosowaniach wymagających wykrywania, pomiaru i analizy światła. Czujniki optyczne oparte na fotodiodach są stosowane w różnych dziedzinach, takich jak telekomunikacja, oprzyrządowanie biomedyczne, monitorowanie środowiska i automatyka przemysłowa, gdzie niezbędna jest dokładna detekcja i charakterystyka światła.
