1 云南大学物理与天文学院，云南昆明 650091
2 云南大学量子信息重点实验室，云南昆明 650091
3 昆明理工大学理学院，云南昆明 650093
雪崩光电二极管(APD)因为其高灵敏度和高增益带宽的优势已被广泛应用在高比特率、远程光纤通信系统中，而雪崩过程中产生的过剩噪声直接影响到 APD的信噪比，因此，研究过剩噪声对 APD性能的提升具有重要意义。目前，国内外测试雪崩光电二极管过剩噪声的方法主要有直接功率测量法和相敏探测法，本文对这两种测试方法和其优缺点进行了分析，并介绍了最新的改进测试思路。同时，还总结了降低过剩噪声的 3种方法: 选择低碰撞电离系数比的材料，降低倍增层厚度和采用 APD碰撞电离工程来降低噪声。
雪崩光电二极管 过剩噪声因子 相敏探测法 碰撞电离工程 avalanche photodiodes, excess noise factor, phase-
暨南大学 理工学院 广州市可见光通信重点实验室, 广东 广州 510632
为了实现可见光通信系统的探测器模块微小型化, 设计并制作了一款50 cm3的温控APD探测器模块, 并对模块的稳定性、温控效果和噪声特性进行了检测。结果表明, APD探测器模块的光电流测量平均相对偏差为0.795%; APD探测器的雪崩增益和响应度随着温度的降低而提高; APD探测器电阻的变化影响负载电阻分压, 使得过剩噪声因子的测量值远大于真实值, 且会随着入射光功率的增大而增大。可以得出结论: 提高反向偏置电压与降低温控温度相配合, 更有利于弱光信号检测; 检测电路中的负载电阻影响APD探测器噪声特性。
APD探测器模块 雪崩增益 响应度 过剩噪声因子 APD detector module avalanche gain responsivity excess noise factor
1 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 上海科技大学,上海 201210
碲镉汞雪崩光电二极管以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点成为第 3代红外光电探测器的重要发展方向之一.制备了截止波长 3. 56 μm的雪崩光电二极管焦平面器件,面阵规模为 16×16.焦平面器件在 0~6 V偏压下有效像元率大于 90%,非均匀性小于 20%. 6 V偏压下 NEPh约为 60,过剩噪声因子为 1. 2.
碲镉汞 雪崩光电二极管 焦平面 噪声等效光子数 过剩噪声因子 HgCdTe APD FPA NEPh excess noise factor
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
碲镉汞雪崩光电二极管是第三代红外焦平面探测器的主要发展方向之一.提出一种利用离子束刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管器件的方法, 并研究了截止波长、耗尽区厚度与器件增益的关系.利用此方法制备截止波长4.8 μm的中波器件在17 V反向偏置下增益可达1000.对器件进行了噪声频谱测试, 计算了其过剩噪声因子.
雪崩光电二极管 离子束刻蚀 增益 过剩噪声因子 HgCdTe HgCdTe avalanche photo diode (APD) ion beam etching(IBE) gain escess noise factor 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02223
雪崩光电二极管(APD)工作在足够的反偏下，光生载流子到达耗尽区并诱发放大过程。碲镉汞(MCT)电子和重空穴有效质量之间的非对称性会产生不相等的电子电离系数和空穴电离系数，提 供一个由单独一类载流子诱发的碰撞电离过程，从而形成具有包括接近无噪声增益在内的“理想” APD特征的电子雪崩光电二极管(EAPD)。对于包括低光子数在内的各种探测器应用，国外已经实现了高增益 (?7×103)、过剩噪声因子接近于1、THz增益带宽积、皮秒级快速响应的MCT/EAPD器件。 在对国外部分文献进行归纳与分析的基础上，主要介绍了近年来有关MCT/EAPD的基础问题、器件结构、 技术发展以及性能指标等方面的现状。
红外探测器 碲镉汞 雪崩光电二极管 雪崩增益 带宽 过剩噪声因子 infrared detector mercury cadmium telluride avalanche photodiode avalanche gain band width excess noise factor
