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 陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050003
2 酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 732750
3 解放军31648部队, 广西 崇左 532200
针对恒虚警下雪崩光电二极管输出信号、噪声与倍增因子相互影响的问题, 分析了雪崩光电二极管自身噪声、背景辐射对其探测性能的影响及恒虚警补偿方式的原理, 建立了背景辐射与恒虚警下倍增因子的关系模型.对模型进行了实验验证, 并通过仿真分析了不同虚警概率、阈值电流、噪声电流下背景辐射与倍增因子的关系.结果表明：倍增因子会随背景辐射的增大而减小, 且减小速率逐渐减缓; 当背景辐射不变时, 虚警概率或阈值电流的增大都会使倍增因子增大; 热噪声与放大器噪声有效值之和对倍增因子影响较大, 而暗电流对倍增因子的影响较小.
光电子 探测器 雪崩光电二极管 背景辐射 恒虚警概率 探测能力 雪崩增益 Optoelectronics Detectors Avalanche photodiode Background radiation Constant false alarm probability Detectivity Avalanche gain 光子学报
2018, 47(10): 1004003
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 中国科学院研究生院, 北京 100049
对中波红外碲镉汞雪崩光电二极管(APD)特性进行理论计算, 获得材料的能量散射因子及电离阈值能级与材料特性的相互关系, 从而计算器件的理论雪崩增益与击穿电压 通过对材料特性(组分, 外延厚度, 掺杂浓度等)的优化, 设计并生长了适合制备PIN结构红外雪崩光电二极管的碲镉汞材料, 并进行了器件验证 结果显示, 在10 V反偏电压下, 该器件电流增益可达335.
碲镉汞 雪崩光电二极管 雪崩增益 击穿电压 HgCdTe avalanche photodiode(APD) gain breakdown voltage
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
