Có 2 loại bộ tách sóng quang được sử dụng chính trong hệ thống thu VLC là Photo-diode và Phototransistor. 2 loại Photo-diode thường được sử dụng là Diode tách quang PIN (hình 1.10) và Diode tách quang thác APD (hình 1.11)
Dữ liệu ra Bộ tập trung quang Bộ lọc quang Bộ chuyển đổi quang điện Khuếch đại Giải điều chế Dữ liệu vào
Hình 1.10 Cấu trúc Diode PIN
Bộ tách sóng quang có thể hoạt động với các bước sóng dài chỉ khi miền nghèo rộng cần thiết, khi đó ánh sáng thâm nhập được sâu hơn vào vật liệu bán dẫn. Muốn đạt được thì vật liệu loại n cần được pha trộn ít và giống như bán dẫn thuần (i), khi đó Diode PIN được định thiên ngược. Ánh sáng bắt đầu từ phía p, mỗi photon có năng lượng cao hơn hoặc bằng năng lượng của dải cấm Eg sẽ vượt qua dải cấm để đi tới dải dẫn bằng cách kích thích điện tử. Quá trình này sẽ tạo ra trong dải hóa trị một lỗ trống và từ đó hình thành các cặp điện tử-lỗ trống. Còn đối với lớp nghèo, bằng tác động do điện trường ngoài, các cặp điện tử-lỗ trống bị tách ra khỏi nhau, điện tử sẽ đi về phía n còn lỗ trống về p. Chúng sẽ đi ra mạch ngoài và từ đó tạo thành dòng điện. Dòng tách quang Ip được sinh ra
Ip = 𝑃0𝑒(1−𝑟)
ℎ𝑓 [ 1 – exp (– α0d) ] (1.5)
Trong đó: e là điện tích của điện tử
r là hệ số phản xạ Fresnel tại tiếp giáp bán dẫn – không khí. d là độ rộng của miền hấp thụ
P0 là công suất của ánh sáng tới.
Với APD, nguyên lý hoạt động của Diode tách quang thác cũng tương tự. Tuy nhiên, các cặp điện tử-lỗ trống sẽ bị va đập với các nguyên tử bán dẫn do gia tốc trong miền điện trường. Dưới tác động của quá trình ion hóa sinh ra từ va chạm mà tạo thành các cặp điện tử-lỗ trống thứ cấp. Qua miền điện trường, các hạt tải
điện thứ cấp được gia tốc do đó tạo ra các cặp điện tử-lỗ trống mới và có hiệu ứng thác.
Trong VLC, Diode Pin và APD silicon với độ nhạy quang từ 190nm tới 1000nm sẽ phù hợp với bước sóng của VLC.
Hình 1.11 Cấu trúc Diode thác APD