重点研究了多级倍增超晶格InGaAs雪崩光电二级管(APD)的增益和过剩噪声, 建立了新的载流子增益-过剩噪声模型。在常规弛豫空间理论基础上分析了其工作原理, 考虑了预加热电场和能带阶跃带来的初始能量效应、电子进入高场倍增区时异质结边界附近的弛豫空间长度修正以及声子散射对碰撞离化系数的影响, 提出了用于指导该类APD的增益-过剩噪声计算的修正弛豫空间理论。结果表明: 在相同条件下, 相比于常规的单层倍增SAGCM结构, 多级倍增超晶格InGaAs APD同时具有更高增益和更低噪声, 且修正的弛豫空间理论可被推广到更多级倍增的超晶格InGaAs APD结构, 在保证低噪声前提下, 通过增加倍增级数可提高增益。
修正的弛豫空间理论 多级倍增超晶格InGaAs APD 碰撞电离 弛豫空间长度 modified dead space multiplication theory multi-gain-stage superlattice InGaAs avalanche pho impact ionization dead space length 红外与激光工程
2016, 45(5): 0520009
文章中设计的四象限InGaAs雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode ，APD)的管芯结构采用正入光式平面型结构，而材料结构采用吸收区、倍增区渐变分离的APD结构，在对响应时间、暗电流和响应度等参数进行计算与分析的基础上，优化了器件结构参数。试验结果表明，其响应时间≤1.5 ns，响应度≥9.5 A/W，暗电流≤40 nA，可靠性设计时使PN结和倍增层均在器件表面以下，可有效抑制器件表面漏电流，提高器件的可靠性。
InGaAs雪崩光电二极管 吸收区倍增区渐变分离-雪崩光电二极管 光谱响应范围 响应度 暗电流 InGaAs APD SAGM-APD spectrum response range responsivity dark current
1 广东工业大学应用物理学院,广东,广州,510090
2 华南师范大学信息光电子科技学院,广东,广州,510030
对单光子探测使用InGaAs-APD并采用门模控制的核心问题进行了阐述,总结了探测器件的特性和门模控制系统的特点,并归纳了在这种探测方式中实际存在的问题和可能解决的方法,最后着重介绍它在量子保密通信中的应用.
光电子学 单光子 门模 雪崩抑制 量子保密通信 optoelectronics InGaAs-APD InGaAs-APD single photon gate mode avalanche quench quantum cryptography communication
