单光子雪崩光电二极管的部分关键技术研究

发布时间：2021-08-20 11:23

　　近年来,伴随着量子通信系统的迅速发展,量子通信器件的研制受到广泛关注。基于单光子雪崩光电二极管（SPAD）的单光子探测器作为量子通信接收端核心器件受到重视。但到目前为止,SPAD的研制仍面临诸多挑战。本文在SPAD电路模型、SPAD测试系统以及SPAD工艺三个方面做了进一步研究,具体内容如下:（1）在SPAD电路模型建立方面,本文在已报导SPAD电路模型的基础上,提出了一种基于PSpice的新型SPAD电路模型。本模型采用连续可微分的函数描述SPAD的I-V特性,解决了已报导PSpice电路模型不收敛的问题;相比于基于硬件描述语言（HDL）的模型,本工作在结构简易度和使用便捷度上有优势。仿真结果表明本模型能很好模拟SPAD的自淬灭、自持续和自恢复过程,对相关电路系统的设计具有指导意义。（2）在SPAD单光子测试系统搭建方面,本文优化了一种250 MHz单光子测试系统,并使其具有芯片测试能力。通过设计噪声抑制为52 d B的滤波器和两级低噪声放大器,得到信噪比达20 d B的单光子雪崩脉冲信号,且当系统光探测效率达到23%时,暗计数率为每门3.5×10-5（即8750 cps）。（3）在... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“墨子号”洲际量子通信卫星[10]

内部自淬灭SPAD芯片电镜图

图 1-3 日本 NEC 公司 SPAD 芯片结构示意图[33]处理电路对 SPAD 单光子探测器性能影响也很大号处理，从而提升探测效率和最大计数频率， 年英国剑桥大学 Yuan Z.等人报导了一种基于自

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3353411