基于雪崩光电二极管的紫外单光子计数成像系统设计
发布时间：2020-12-27 14:17
紫外单光子探测技术是一种新兴的光电探测技术,可广泛用于国防、工农业生产、科学探索、环境监测等领域。开展基于SiC紫外单光子探测器的成像系统研究对推动该项技术的广泛应用具有重要意义。本文基于1×8 SiC APD日盲紫外线阵探测器组件研制了一个工作波段覆盖240nm~280nm的紫外成像系统,同时考虑到APD的可靠性设计了相应的像素保护电路。首先分析了地表太阳辐射特性及其对日盲紫外探测系统性能的影响,同时介绍了光机扫描成像原理及APD工作原理,然后阐述了保护电路对于APD阵列的重要性,并对比分析了几种用于高压保护的器件与典型结构。在紫外成像系统设计中,根据APD线阵规模和成像目标特性采用串并混合扫描的方式并通过二维转台实现物体扫描,在紫外光探测模块中的保护电路设计中,采用了一种二极管与电阻交叉组合的箝位保护电路结构,并分别使用普通二极管与齐纳二极管作为钳位结构进行对比研究,最后基于CSMC 0.18μm高压工艺完成电路与版图设计;在前置光学系统中分别采用紫外镜头和滤光片进行光学聚焦和屏蔽太阳光背景辐射,在数据采集系统中采用基于数据采集卡和上位机的波形数字化技术实现对芯片数据的采集,同时通...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
被动光子计数成像仪
8(a) 成像系统外景 图 1-11 成像检测极其同时，华东师范大学也在进行基于 GM-APD 的.2 给出了国内外光子计数成像技术部分研究成果方面较为领先，阵列规模在逐年扩大，此外，面涉及紫外成像技术方面的较少，尤其是基于 SiC子计数成像技术研究对于推动国内紫外探测技术
测基础谱iolet light，UV）是指在太阳光谱中肉眼不可见，位于紫色nm 到 400nm 辐射的总称。如图 2-1 所示，根据波长的不同具体如下：UVA 为 320～400nm，UVB 为 290～320 nm，线光源是太阳光，当来自太阳的紫外线辐射通过大气时，UVA 也称为可见盲（visible-blind）区；同时由于臭氧层对的光几乎不会在接近地面的大气中出现，这个波段通常称，Solar blind Ultraviolet）波段范围为 240nm-280nm，主要如果天气没有特殊的情况，对于日盲光学系统就会出现暗辐射，就可以在无噪声背景下被检测和成像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器[J]. 陆海,陈敦军,张荣,郑有炓. 南京大学学报(自然科学). 2014(03)
[2]GaN基APD日盲紫外探测器读出电路设计[J]. 吴海峰,翟宪振,罗向东. 电子器件. 2013(05)
[3]稳压二极管的非线性伏安特性研究[J]. 陈海波,胡素梅. 大学物理实验. 2012(06)
[4]光子计数探测与成像实验装置设计[J]. 屈惠明,陈钱. 光电工程. 2009(11)
[5]紫外线列探测器的演示成像系统[J]. 黄翌敏,李向阳,龚海梅. 红外与激光工程. 2007(06)
[6]CMOS电路中ESD保护结构的设计[J]. 王大睿. 中国集成电路. 2007(06)
[7]基于UV光谱技术的高压电晕放电检测[J]. 张海峰,庞其昌,李洪,张工力. 光子学报. 2006(08)
[8]GaN基紫外探测器及其研究进展[J]. 李向阳,许金通,汤英文,李雪,张燕,龚海梅,赵德刚,杨辉. 红外与激光工程. 2006(03)
[9]宽禁带半导体器件的发展[J]. 毕克允,李松法. 中国电子科学研究院学报. 2006(01)
[10]紫外光通信及其军事应用[J]. 庞华伟,刘天山. 云南大学学报(自然科学版). 2005(S2)
博士论文
[1]多光束光子计数激光成像技术研究[D]. 李召辉.华东师范大学 2017
[2]4H-SiC雪崩紫外单光子探测器的研究[D]. 周东.南京大学 2014
硕士论文
[1]远紫外光子计数成像读出系统算法设计[D]. 李宇嘉.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]基于LABVIEW的汽车拉索动态分析测试系统研制[D]. 黄浩.江苏科技大学 2016
[3]基于4H-SiC雪崩光电二极管的日盲紫外单光子探测系统设计[D]. 丁健文.南京大学 2015
本文编号：2941891
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
被动光子计数成像仪
8(a) 成像系统外景 图 1-11 成像检测极其同时，华东师范大学也在进行基于 GM-APD 的.2 给出了国内外光子计数成像技术部分研究成果方面较为领先，阵列规模在逐年扩大，此外，面涉及紫外成像技术方面的较少，尤其是基于 SiC子计数成像技术研究对于推动国内紫外探测技术
测基础谱iolet light，UV）是指在太阳光谱中肉眼不可见，位于紫色nm 到 400nm 辐射的总称。如图 2-1 所示，根据波长的不同具体如下：UVA 为 320～400nm，UVB 为 290～320 nm，线光源是太阳光，当来自太阳的紫外线辐射通过大气时，UVA 也称为可见盲（visible-blind）区；同时由于臭氧层对的光几乎不会在接近地面的大气中出现，这个波段通常称，Solar blind Ultraviolet）波段范围为 240nm-280nm，主要如果天气没有特殊的情况，对于日盲光学系统就会出现暗辐射，就可以在无噪声背景下被检测和成像。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器[J]. 陆海,陈敦军,张荣,郑有炓. 南京大学学报(自然科学). 2014(03)
[2]GaN基APD日盲紫外探测器读出电路设计[J]. 吴海峰,翟宪振,罗向东. 电子器件. 2013(05)
[3]稳压二极管的非线性伏安特性研究[J]. 陈海波,胡素梅. 大学物理实验. 2012(06)
[4]光子计数探测与成像实验装置设计[J]. 屈惠明,陈钱. 光电工程. 2009(11)
[5]紫外线列探测器的演示成像系统[J]. 黄翌敏,李向阳,龚海梅. 红外与激光工程. 2007(06)
[6]CMOS电路中ESD保护结构的设计[J]. 王大睿. 中国集成电路. 2007(06)
[7]基于UV光谱技术的高压电晕放电检测[J]. 张海峰,庞其昌,李洪,张工力. 光子学报. 2006(08)
[8]GaN基紫外探测器及其研究进展[J]. 李向阳,许金通,汤英文,李雪,张燕,龚海梅,赵德刚,杨辉. 红外与激光工程. 2006(03)
[9]宽禁带半导体器件的发展[J]. 毕克允,李松法. 中国电子科学研究院学报. 2006(01)
[10]紫外光通信及其军事应用[J]. 庞华伟,刘天山. 云南大学学报(自然科学版). 2005(S2)
博士论文
[1]多光束光子计数激光成像技术研究[D]. 李召辉.华东师范大学 2017
[2]4H-SiC雪崩紫外单光子探测器的研究[D]. 周东.南京大学 2014
硕士论文
[1]远紫外光子计数成像读出系统算法设计[D]. 李宇嘉.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]基于LABVIEW的汽车拉索动态分析测试系统研制[D]. 黄浩.江苏科技大学 2016
[3]基于4H-SiC雪崩光电二极管的日盲紫外单光子探测系统设计[D]. 丁健文.南京大学 2015
本文编号：2941891
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