InGaAs（P）/InP近红外单光子探测器暗计数特性研究

发布时间：2021-07-24 08:36

　　基于InGaAs（P）/InP 雪崩光电二极管（Single Photon Avalanche Diodes,SPADs）的近红外单光子探测器具有功耗低、不需超低温制冷、可靠性高、使用简单、易集成、近红外探测效率高等优点,在光通讯波段（1310 nm、1550 nm）量子密钥分发（QKD）、激光测距（1064nm、1550nm）等前沿领域有着迫切的应用需求,但其暗计数特性对应用有诸多限制。InGaAs（P）/InPSPAD基近红外单光子探测器主要包括InGaAs（P）/InP SPAD及其驱动电路,二者的性能均可影响探测器性能。本论文主要针对InGaAs（P）/InP SPAD基近红外单光子探测器的暗计数特性及其影响因素、InGaAs（P）/InPSPAD暗电流特性及其影响因素进行深入研究,探索二者关联特性,为SPAD器件及单光子探测器的性能优化提供指导。搭建SPAD器件变温测试平台对SPAD暗电流特性进行了研究;搭建激光束诱导电流（LBIC）测试系统对SPAD器件的响应均匀性及其边缘击穿特性进行了研究;研制SPAD器件单光子探测性能测试装置对不同SPAD器件对应单光子探测器的暗计数特... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
英文缩略词
第一章 绪论
    1.1 单光子探测器暗计数对激光测距的限制
    1.2 单光子探测器分类
    1.3 国内外InGaAs(P)/InP APD基近红外单光子探测器研究现状
    1.4 本文主要工作内容及研究意义
第二章 InGaAs(P)/InP单光子雪崩二极管的探测原理
    2.1 InGaAs(P)/InP SPADs结构
        2.1.1 吸收层
        2.1.2 InP倍增层
        2.1.3 SAGCM结构
    2.2 单光子雪崩二极管的碰撞电离及雪崩概率
    2.3 盖革模式InGaAs(P)/InP SPAD性能参数
    2.4 本章小结
第三章 实验平台及实验方法
    3.1 变温测试平台
    3.2 半导体参数分析仪参数设置
    3.3 主动猝灭自由运转系统
    3.4 LBIC测试系统
    3.5 本章小结
第四章 InGaAs(P)/InP SPAD暗计数特性研究
    4.1 暗电流特性及其影响因素研究
    4.2 暗计数特性及其影响因素研究
        4.2.1 死时间
        4.2.2 温度
        4.2.3 过偏压
    4.3 暗电流与暗计数关联性研究
    4.4 暗电流、暗计数及光计数的抖动及相关性研究
        4.4.1 暗电流抖动的影响因素
        4.4.2 暗计数抖动的影响因素
        4.4.3 光计数抖动的影响因素研究
        4.4.4 暗电流、暗计数及光计数抖动的相关性分析
    4.5 国内外器件不同性能参数对比
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 后续展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间参与的工程项目及成果
附表


【参考文献】：
期刊论文
[1]超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响[J]. 张森,陶旭,冯志军,吴淦华,薛莉,闫夏超,张蜡宝,贾小氢,王治中,孙俊,董光焰,康琳,吴培亨.  物理学报. 2016(18)
[2]基于InGaAs/InP雪崩光电二极管的高速单光子探测器雪崩特性研究（英文）[J]. 李永富,刘俊良,王青圃,方家熊.  红外与毫米波学报. 2015(04)
[3]边缘击穿抑制对InGaAs/InP盖革模式APD性能的影响[J]. 迟殿鑫,高新江,姚科明,陈伟,张承.  半导体光电. 2015(03)
[4]基于1.5GHz多次谐波超短脉冲门控InGaAs/InP雪崩光电二极管的近红外单光子探测技术研究[J]. 黄建华,吴光,曾和平.  光学学报. 2014(02)
[5]用于高速量子密码系统的1.25 GHz InGaAs/InP单光子探测器的研制[J]. 梁晓磊,蒋文浩,刘建宏,张军,陈增兵,金革.  中国激光. 2012(08)
[6]光电倍增管的结构与性能研究[J]. 江华,周媛媛.  舰船电子工程. 2009(01)
[7]红外InGaAs/InP单光子探测器暗计数的研究[J]. 李水峰,熊予莹,李日豪,廖常俊.  量子光学学报. 2007(02)



本文编号：3300320