用于1550 nm光子检测的InGaAs/InP单光子雪崩二极管的温度相关性

摘要：

在越来越多的光子计数应用中,用于近红外光波长领域的单光子探测器受到广泛关注.例如在量子信息处理、量子通信、3D激光测距(LiDAR)、时间分辨光谱等光子计数应用领域.文中设计并展示了用于探测1550 nm波长光子的InGaAs/InP单光子雪崩二极管(SPAD).这种SPAD采用分离吸收、过渡、电荷和倍增区域结构(SAGCM),在盖革模下工作时具有单光子灵敏度.SPAD的特性包括随温度范围223～293 K变化的击穿电压、暗计数率、单光子检测效率和后脉冲概率.25μm直径的SPAD显示出一定的温度相关性,击穿电压随温度的变化率约为100 mV/K.当SPAD在盖革模式下温度为223 K工作时,在暗计数率为4.1 kHz,后脉冲概率为3.29％的基础上,对1550 nm光子实现了21％的单光子探测效率.文中还分析和讨论了SPAD温度相关性的单光子探测效率、暗计数率和后脉冲概率的来源和物理机制.这些机制分析、讨论和计算可以为SPAD的设计和制备提供更多的理论支持和依据.

关键词：单光子探测器、温度相关性、光子探测效率、暗计数率、后脉冲概率

所属期刊栏目：50

分类号：TN312.7(半导体技术)

资助基金：国家重点科研计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;北京市自然科学基金

在线出版日期：2022-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：70-76