光电检测器是任何光接收器的主要工作部件之一（它将光功率转换为电流）。可根据系统性能目标使用PIN或APD光电探测器(雪崩光电二极管 )。
误码率（BER）它是确定通信传输系统可靠性的主要指标，通常与接收器的灵敏度值有关，必须到达光电检测器才能实现所需的灵敏度值定义BER平均光功率最小。 或者，信道的Q因子可以从采样信号统计中计算，用于估计系统BER（OptiSystem支持两种计算方法)。
由于以散粒(基于量子)和热噪声的形式提供统计扰动，光电探测器在定义基本通信系统的最终灵敏度方面起着重要作用。它还引入了暗电流（可视为直流噪声），并具有定义的响应性（根据入射光的波长、传感器 的材料特性和物理设计，测量每个单位的功率输入获得多少电输出）。 除了这些效应外，光电探测器还显示频率依赖性传输函数（假设传输函数是理想的），因为存在结电容，需要连接到负载电阻器 来测量接收信号。
如何设置和测量以下四个示例OptiSystem）PIN和APD直接检测强度调制（IM-DD）特别是：
理想量子受限PIN光电探测器
热噪声受限PIN光电探测器
热噪声和散粒噪声APD的性能
光学前置放大PIN光电探测器
本案的参考文件如下： PIN and APD Receiver Sensitivity Analysis Version 1_0 24 Jan 17.osd.
1.理想的光电探测器（PIN）
测试配置如下：位速：10 Gb / s; 波长= 1550nm; PIN响应度：1 A / W; 暗电流= 0 nA; 序列长度= 1048576。
由于接收机理想，其唯一的噪声源是PIN散粒(量子)噪声 - 禁止使用热噪声。 当预期逻辑1（ON当信号看不到光子(泊松统计)时，接收器会出错。 数据恢复组件的绝对阈值设置为1E-12验证此条件。
实现给定BER所需光子/位的最小数量可计算如下：BER = 1/2 * exp（-2 * N）N是每个光子的平均值。 对于下面的例子，衰减器设置为58.1 dB(每个平均光子≈6）。 预期量子限制性能是LOG（BER）= -5.51。
以下模拟操作，BER测试集显示检测到三个误码（LOG（BER）= -5.54）
参考：L. Kazovsky，S.Benedetto，A. Willner，Optical Fiber Communication Systems，Artech House（1996），pp.299-200。
图1.理想光电接收机（PIN）
2.热噪声有限PIN
在本例中，PIN光电二极管（Q = 7，BER = 1E-12)接收灵敏度根据以下配置确定:位速率:100 Mb / s; 波长= 1550nm; 负载电阻：100欧姆； 温度= 300K; PIN响应度：0.95 A / W
在这种情况下，主要的噪声源是PIN热噪声(热噪声电流= 91 nA）。 所需的接收机灵敏度约为-31.7 dBm。
注：在参考中，负载电阻设置为200欧姆。 作为额外的放大器，REF(包括电后放大器模型)包含3 dB为了将噪声系数提高2倍，我们将负载电阻降低到100。
参考: Keiser, Gerd; “Optical Fiber Communications”, 4th Ed., Tata McGraw Hill, 2008 (pp 261-262)
图2.热噪声有限（PIN）
自定义计算和结果可用于组件脚本功能。 如有必要，请访问设计图纸上任何组件的参数或结果，并将其用作计算输入。
下面的VBScript与PIN组件相关。 首先计算接收信号Q，然后基于目标Q(也可使用测量Q）计算接收机的灵敏度。
要访问组件脚本，请后从下拉菜单中选择组件脚本
图2.1.热噪声限制（PIN）
3.热/噪声散粒噪声（APD）
在本例中，APD光电二极管（Q = 7，BER = 1e-12)接收灵敏度根据以下配置确定:位速率:100Mb / s; 波长= 1550nm; 负载电阻：100欧姆； 温度= 300K; PIN响应度：0.95 A / W; 增益（M）= 10; F（M）= 5。
在这种情况下，主要噪声源仍然是APD热噪声(热噪声电流= 100 nA），但是由于APD散粒噪声增加是由增加和因子引起的= 21 nA）。 然而，与PIN模式相比，信号也经历增益，整体性能得到改善（所需的接收机灵敏度约为-42dBm）。
注：在参考中，负载电阻设置为200欧姆。 作为额外的放大器，REF(包括电后放大器模型)包含3 dB为了将噪声系数提高两倍，我们将负载电阻降低到100。
参考: Keiser, Gerd; “Optical Fiber Communications”, 4th Ed., Tata McGraw Hill, 2008 (pp 261-262)
图3.热噪声散粒噪声（APD）
4.有前置放大器PIN
在本例中，PIN光电二极管和前放大器（Q = 7，BER = 1e-12)基于以下配置建模接收灵敏度:位速率:100 Mb / s; 波长= 1550nm（193.4145THz）; OA增益= 30dB; OA_NF = 4 dB; 光滤波器 BW =位速率* 2; PIN响应度：0.95 A / W; 接收机BW =位速率
在这种情况下，主噪声源被假定为信号ASE拍频噪音(因为我们在OA然后使用信道滤波器，ASE-ASE可以忽略拍频噪音)。
热噪声也被忽略，但接收器的光功率通常较低（小于1）mW）恶化。
接收机灵敏度计算如下： RcvrSenPwr = NFLinear*h*Freq*RxBW*(Q^2 Q(rf-0.5)^0.5
参考: Optical Communication Systems (OPT428), slides 280-282, Govind P. Agrawal, Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, NY 14627 (http://www.optics.rochester.edu/users/gpa/opt428c.pdf - Accessed 9 Jan 2017)
图4.光前放大器（PIN）
下面的VBScript与PIN组件(布局:光学前放大器（PIN））相关联。 光学灵敏度计算方法有三种:光子每位，功率（W），功率（dBm）
带宽比（rf）定义了滤波器带宽与电接收器带宽的比率(保持低比率有助于提高接收器的灵敏度)。
图4.1.光前放大器（PIN）
