基于InGaAs（P）/InP 雪崩光電二極管（Single Photon Avalanche Diodes,SPADs）的近紅外單光子探測器具有功耗低、不需超低溫制冷、可靠性高、使用簡單、易集成、近紅外探測效率高等優(yōu)點,在光通訊波段（1310 nm、1550 nm）量子密鑰分發(fā)（QKD）、激光測距（1064nm、1550nm）等前沿領(lǐng)域有著迫切的應(yīng)用需求,但其暗計數(shù)特性對應(yīng)用有諸多限制。InGaAs（P）/InPSPAD基近紅外單光子探測器主要包括InGaAs（P）/InP SPAD及其驅(qū)動電路,二者的性能均可影響探測器性能。本論文主要針對InGaAs（P）/InP SPAD基近紅外單光子探測器的暗計數(shù)特性及其影響因素、InGaAs（P）/InPSPAD暗電流特性及其影響因素進行深入研究,探索二者關(guān)聯(lián)特性,為SPAD器件及單光子探測器的性能優(yōu)化提供指導(dǎo)。搭建SPAD器件變溫測試平臺對SPAD暗電流特性進行了研究;搭建激光束誘導(dǎo)電流（LBIC）測試系統(tǒng)對SPAD器件的響應(yīng)均勻性及其邊緣擊穿特性進行了研究;研制SPAD器件單光子探測性能測試裝置對不同SPAD器件對應(yīng)單光子探測器的暗計數(shù)特... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
英文縮略詞
第一章 緒論
    1.1 單光子探測器暗計數(shù)對激光測距的限制
    1.2 單光子探測器分類
    1.3 國內(nèi)外InGaAs(P)/InP APD基近紅外單光子探測器研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作內(nèi)容及研究意義
第二章 InGaAs(P)/InP單光子雪崩二極管的探測原理
    2.1 InGaAs(P)/InP SPADs結(jié)構(gòu)
        2.1.1 吸收層
        2.1.2 InP倍增層
        2.1.3 SAGCM結(jié)構(gòu)
    2.2 單光子雪崩二極管的碰撞電離及雪崩概率
    2.3 蓋革模式InGaAs(P)/InP SPAD性能參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 實驗平臺及實驗方法
    3.1 變溫測試平臺
    3.2 半導(dǎo)體參數(shù)分析儀參數(shù)設(shè)置
    3.3 主動猝滅自由運轉(zhuǎn)系統(tǒng)
    3.4 LBIC測試系統(tǒng)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 InGaAs(P)/InP SPAD暗計數(shù)特性研究
    4.1 暗電流特性及其影響因素研究
    4.2 暗計數(shù)特性及其影響因素研究
        4.2.1 死時間
        4.2.2 溫度
        4.2.3 過偏壓
    4.3 暗電流與暗計數(shù)關(guān)聯(lián)性研究
    4.4 暗電流、暗計數(shù)及光計數(shù)的抖動及相關(guān)性研究
        4.4.1 暗電流抖動的影響因素
        4.4.2 暗計數(shù)抖動的影響因素
        4.4.3 光計數(shù)抖動的影響因素研究
        4.4.4 暗電流、暗計數(shù)及光計數(shù)抖動的相關(guān)性分析
    4.5 國內(nèi)外器件不同性能參數(shù)對比
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 后續(xù)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間參與的工程項目及成果
附表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超導(dǎo)單光子探測器暗計數(shù)對激光測距距離的影響[J]. 張森,陶旭,馮志軍,吳淦華,薛莉,閆夏超,張蠟寶,賈小氫,王治中,孫俊,董光焰,康琳,吳培亨.  物理學(xué)報. 2016(18)
[2]基于InGaAs/InP雪崩光電二極管的高速單光子探測器雪崩特性研究（英文）[J]. 李永富,劉俊良,王青圃,方家熊.  紅外與毫米波學(xué)報. 2015(04)
[3]邊緣擊穿抑制對InGaAs/InP蓋革模式APD性能的影響[J]. 遲殿鑫,高新江,姚科明,陳偉,張承.  半導(dǎo)體光電. 2015(03)
[4]基于1.5GHz多次諧波超短脈沖門控InGaAs/InP雪崩光電二極管的近紅外單光子探測技術(shù)研究[J]. 黃建華,吳光,曾和平.  光學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[5]用于高速量子密碼系統(tǒng)的1.25 GHz InGaAs/InP單光子探測器的研制[J]. 梁曉磊,蔣文浩,劉建宏,張軍,陳增兵,金革.  中國激光. 2012(08)
[6]光電倍增管的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 江華,周媛媛.  艦船電子工程. 2009(01)
[7]紅外InGaAs/InP單光子探測器暗計數(shù)的研究[J]. 李水峰,熊予瑩,李日豪,廖常俊.  量子光學(xué)學(xué)報. 2007(02)



本文編號：3300320