对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管进行结构设计与数值仿真，得到相应的电学与光学参数。针对雪崩击穿概率对器件光子探测效率的影响，研究了两次Zn扩散深度差、Zn扩散横向扩散因子、Zn掺杂浓度以及温度参数与器件雪崩击穿概率的关系。研究发现，当深扩散深度为2.3 μm固定值时，浅扩散深度存在对应最佳目标值。浅扩散深度越深，相同过偏压条件下倍增区中心雪崩击穿概率越大，电场强度也会随之增加。当两次Zn扩散深度差小于0.6 μm时，会发生倍增区外的非理想击穿，导致器件的暗计数增大。Zn扩散横向扩散因子越大，倍增区中心部分雪崩击穿概率越大，而倍增区边缘雪崩击穿概率会越小。在扩散深度不变的情况下，浅扩散Zn掺杂浓度对雪崩击穿概率无明显影响，但深扩散Zn掺杂浓度越高，相同过偏压条件下雪崩击穿概率越小。本文研究可为设计和研制高探测效率、低暗计数InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管提供参考。

通过优化倍增层的厚度，研究了InAlAs/InGaAs雪崩光电二极管增益带宽积和暗电流之间的关系。利用仿真计算得出200 nm厚的倍增层能够改善增益带宽积并降低暗电流。制成的InAlAs/InGaAs 雪崩光电二极管性能优异，与计算趋势一致。在获得0.85 A/W的高响应和155 GHz的增益带宽积的同时，器件暗电流低于19 nA。这项研究对雪崩光电二极管在未来高速传输的应用具有重要意义。

用分子束外延系统（MBE）生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管（APD）。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象，采用迁移增强的数字合金生长方式，其快门顺序为AlSb，AlAs，AlSb，Sb，In，InAs，In，Sb。其高分辨率X射线衍射（HRXRD）曲线显示出尖锐的卫星峰，并显示出几乎完美的晶格匹配，其原子力显微镜（AFM）图像上也可以观察到光滑的表面形貌。使用优化的数字合金生长方式，制备了分离吸收、渐变、电荷和倍增（SAGCM）型的AlInAsSb数字合金APD。在室温下，器件在95%击穿时，暗电流密度为0.95 mA/cm²，击穿前最大稳定增益高达~100，其器件的高性能显示出光电领域进一步发展的潜力。

We report a method to reduce the detection delay temperature drift for a single-photon detector based on the avalanche photodiode (SPAD). Both the SPAD and the comparator were temperature stabilized, resulting in an ultra-low temperature drift at 0.01 ps/°C. A stable time deviation as 0.15 ps over 1000 s was realized, while the ambient temperature fluctuated rapidly from 24°C to 44°C. To the best of our knowledge, this is the first report on the ultra-stable delay SPAD detector in the case of rapid increase or decrease of ambient temperature. It is helpful to improve the stability of onboard detectors for optical laser time transfer between ground and space.