1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 北京空间机电研究所, 北京 100091
硅雪崩光电二极管(Si-APD)的雪崩电压对温度极大地限制了基于Si-APD的单光子探测器在全天候野外条件下的实际应用。提出了一种可以在大环境温度变化范围内稳定工作的Si-APD单光子探测技术。通过制冷与数字偏压补偿相结合的技术, 自动补偿Si-APD的工作温度漂移, 保持稳定的雪崩增益。实验证明在-40~45 ℃的温度范围内采用该技术的单光子探测器工作稳定。实验结果表明采用温漂自动补偿的技术后, Si-APD单光子探测器具备了在温度变化较大的外场稳定运行的能力, 为机载或星载光子计数激光测量提供了高稳定性的单光子探测技术。
探测器 单光子探测器 硅雪崩光电二极管 温度控制 自动补偿 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 080403
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
2 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
Solar-blind ultraviolet detection is of great importance in astronomy and industrial and military applications. Here, we report enhanced solar-blind ultraviolet single-photon detection by a normal silicon avalanche photodiode (Si APD) single-photon detector with a specially designed photon-collecting device. By re-focusing the reflected photon from the Si chip surface on the detection area by the aluminum-coated hemisphere, the detection efficiency of the Si APD at 280 nm can be improved to 4.62%. This system has the potential for high-efficiency photon detection in the solar-blind ultraviolet regime with low noise.
040.1345 Avalanche photodiodes (APDs) 040.1880 Detection 040.5160 Photodetectors 040.6040 Silicon 040.7190 Ultraviolet Chinese Optics Letters
2016, 14(3): 030401
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海 200062
2 上海航天控制技术研究所中国航天科技集团公司红外探测技术研发中心，上海 201109
开发了一种基于双模式探测的大动态范围激光测距方法。使用基于硅雪崩光电二极管（APD）的单个探测器在线性模式与盖革模式之间切换，实现了平均光子数为1~105的大动态强度范围光信号探测。在此基础上，进行了30 m的室内线性探测模式测距和500 m的室外盖革探测模式测距实验，利用时间相关单光子计数设备记录的信号详细分析了两种模式测距的时间特性，证明了这种方法可以根据探测距离和背景环境进行探测模式切换，从而实现大动态范围激光测距。并且进一步分析了APD偏置电压的调节对测距系统测量精度以及探测背景噪声的影响。
探测器 激光测距 光子计数 双模式探测
