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SPAD关键参数及淬灭电路设计综述
1
作者 刘通 陈玉婷 +2 位作者 程江华 蔡亚辉 程榜 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode,SPAD)是一种能够在低照度甚至单光子条件下实现光电探测的器件。凭借其体积小、易集成、灵敏度高及抗电磁干扰等优势,SPAD近年来在激光雷达探测、生物荧光寿命成像、光谱分析和量子通... 单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode,SPAD)是一种能够在低照度甚至单光子条件下实现光电探测的器件。凭借其体积小、易集成、灵敏度高及抗电磁干扰等优势,SPAD近年来在激光雷达探测、生物荧光寿命成像、光谱分析和量子通信等领域得到广泛的应用。文章首先介绍SPAD的工作原理、器件结构设计及其发展历程;接着针对光电探测应用,探讨SPAD设计与制造过程中需要关注的关键参数及其形成原理;最后分类介绍用于SPAD雪崩淬灭的淬灭电路设计方法。 展开更多
关键词 单光子探测器 单光子雪崩二极管 光电探测 淬灭电路
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面向高光子通量环境的目标深度估计方法
2
作者 杨佳熙 于乐天 +7 位作者 包骐瑞 毕胜 麻晓斗 杨晟琦 姜雨彤 方建儒 魏小鹏 杨鑫 《图学学报》 北大核心 2025年第4期756-762,共7页
单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无... 单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无法探测的猝灭期。这导致在环境中光子数量较多时,同一脉冲周期内更早到达SPAD的光子有更大概率被采集,使得最终形成的光子数量统计曲线明显向时间轴短的方向偏移,且偏移程度随着光子通量(即单位时间内探测光子数量)的增加而扩大。该现象被称为堆积效应(Pileup effect),其降低了深度估计算法的准确性。对于这一问题,搭建了用于采集SPAD光子数据的单光子探测系统,并在几种不同光子通量下采集了一个针对SPAD深度估计任务中堆积效应进行研究的目标深度数据集。在此基础上,设计了一个将光子通量作为全局特征进行学习的深度估计网络,其融合了SPAD探测结果中的局部空间特征和全局光子通量特征,在几种存在堆积效应的光子通量下均取得了较高的深度估计性能。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 光子通量 堆积效应 深度估计 自注意力机制
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InGaAs/InP盖革模式雪崩焦平面阵列的研制 被引量：14
3
作者 张秀川 蒋利群 +5 位作者 高新江 陈伟 奚水清 姚科明 兰逸君 卢杰 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第3期356-360,391,共6页
设计制作了一种由InGaAs/InP雪崩光电二极管阵列与时间计数型CMOS读出电路组成的8×8阵列规格盖革模式雪崩焦平面阵列(GM APD FPA)。雪崩光电二极管采用SAGCM结构,在盖革模式下工作具有单光子探测灵敏度;时间计数型CMOS读出电路在... 设计制作了一种由InGaAs/InP雪崩光电二极管阵列与时间计数型CMOS读出电路组成的8×8阵列规格盖革模式雪崩焦平面阵列(GM APD FPA)。雪崩光电二极管采用SAGCM结构,在盖革模式下工作具有单光子探测灵敏度;时间计数型CMOS读出电路在每个单元获取光子飞行时间,实现纳秒级的时间分辨率,并完成雪崩淬灭功能。测试结果表明,倒装混合集成的GM APD FPA器件暗计数率(DCR)均值为32.5kHz,单光子探测效率(PDE)均值为19.5%,单元时间抖动为465ps,实现了光脉冲时间信息的探测,验证了盖革模式雪崩焦平面阵列技术及其在三维成像中应用的可行性。 展开更多
关键词 三维成像 单光子 盖革模式 焦平面阵列
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基于盖格-雪崩光电二极管的光子计数成像 被引量：20
4
作者 何伟基 司马博羽 +2 位作者 程耀进 成伟 陈钱 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2012年第8期1831-1837,共7页
考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-... 考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法。该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测。建立了GM-APD光子流响应模型,利用马尔科夫更新过程分析了光子探测盲区对GM-APD瞬态响应的影响,得到了GM-APD输出的数字脉冲频率与光子流密度之间的关联表达式。搭建了二维扫描成像实验验证装置,通过实验得到了不同密度光子流条件下的光子计数图像。采用标准化互信息量分析得到,在光子流密度为3.0×104count/s的条件下,该实验装置仍然可以实现可视成像;当光子流密度达到2.7×105 count/s时,标准化互信息量大于0.5;实现了在低光子流密度时采用光子计数方式对目标物体的有效成像。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 光子计数成像 马尔科夫更新 标准互信息量
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一种低暗计数率CMOS单光子雪崩二极管 被引量：5
5
作者 王巍 王广 +4 位作者 王伊昌 曾虹谙 王冠宇 唐政维 袁军 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第2期166-170,共5页
基于标准0.18μm CMOS工艺设计了一种新型单光子雪崩二极管(SPAD)器件。该SPAD以p-well/n-well轻掺杂雪崩结作为器件的核心工作区域,同时利用三个相邻n阱间的横向扩散在pn结边缘形成n-虚拟保护环以提高器件的性能。采用Silvaco软件对该... 基于标准0.18μm CMOS工艺设计了一种新型单光子雪崩二极管(SPAD)器件。该SPAD以p-well/n-well轻掺杂雪崩结作为器件的核心工作区域,同时利用三个相邻n阱间的横向扩散在pn结边缘形成n-虚拟保护环以提高器件的性能。采用Silvaco软件对该器件的电场分布、响应度、击穿电压、光子探测效率和暗计数率等性能参数进行了仿真分析。仿真结果表明:当SPAD器件的光窗口直径为20μm且n阱间隙宽度为1.4μm时,其雪崩击穿电压为13V;在过偏压为1V时,其探测效率峰值和暗计数率分别为37%和0.82kHz;在450～700nm波长范围器件的响应度较好,且在500nm处达到峰值0.33A/W。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 标准0.18μm CMOS工艺 虚拟保护环 响应度 光子探测效率 暗计数率
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硅基APD器件的工艺及性能仿真分析 被引量：8
6
作者 王巍 冯其 +3 位作者 武逶 谢玉亭 王振 冯世娟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期140-144,共5页
硅基APD的性能取决于其器件结构与工艺过程。文中对n+-p-π-p+外延结构的APD器件的工艺和器件性能进行了仿真分析,为硅基APD器件的设计提供了理论指导。利用Silvaco软件对APD器件的关键工艺离子注入和扩散工艺进行了仿真,确定工艺参数... 硅基APD的性能取决于其器件结构与工艺过程。文中对n+-p-π-p+外延结构的APD器件的工艺和器件性能进行了仿真分析,为硅基APD器件的设计提供了理论指导。利用Silvaco软件对APD器件的关键工艺离子注入和扩散工艺进行了仿真,确定工艺参数对杂质的掺杂深度和掺杂分布的影响。并且,对于APD器件的性能进行了分析,对电场分布、增益、量子效率、响应度等参数进行了仿真分析。仿真结果表明:在给定的器件参数条件下,所设计的APD器件的增益为100时,响应度峰值为55A/W左右,在600~900 nm范围内具有较高响应度,峰值波长在810 nm。 展开更多
关键词 硅基雪崩二极管(Si-APD) 二维工艺仿真 器件仿真
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InGaAs／InPAPD探测器光电特性检测 被引量：4
7
作者 肖雪芳 杨国华 +4 位作者 归强 王国宏 马晓宇 陈朝 陈良惠 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期460-463,共4页
建立了雪崩二极管的静态光电特性的自动测试系统。利用该系统对光敏面的直径为500μm的台面型InGaAs/InP雪崩光电二极管(APDs)进行测试。测试结果表明,该APD器件在90%击穿电压下的暗电流为151nA,在直径500μm的光敏面上其光响应均匀性... 建立了雪崩二极管的静态光电特性的自动测试系统。利用该系统对光敏面的直径为500μm的台面型InGaAs/InP雪崩光电二极管(APDs)进行测试。测试结果表明,该APD器件在90%击穿电压下的暗电流为151nA,在直径500μm的光敏面上其光响应均匀性良好。提出一种测量雪崩二极管倍增因子的方法,只需利用普通的测量电流-电压的测试仪器,就可以获得开始倍增时的光电流,从而得到APD的倍增因子。通过该方法得到的InGaAs/InPAPD器件最大倍增因子的典型值在10～100量级。 展开更多
关键词 静态光电特性的自动测试系统 雪崩光电二极管 大面积APD 倍增因子
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雪崩光电二极管电外差混频技术及其参量优化 被引量：6
8
作者 吴国秀 段发阶 郭浩天 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期802-805,共4页
雪崩光电二极管(APD)具有频响宽、灵敏度高的优点,在激光测距中有重要应用。为了分析APD电外差混频技术对系统信噪比的影响,建立了APD的数学模型,仿真分析了偏置电压直流分量与信噪比的关系,以及APD击穿电压变化时对信噪比的影响。结果... 雪崩光电二极管(APD)具有频响宽、灵敏度高的优点,在激光测距中有重要应用。为了分析APD电外差混频技术对系统信噪比的影响,建立了APD的数学模型,仿真分析了偏置电压直流分量与信噪比的关系,以及APD击穿电压变化时对信噪比的影响。结果表明,APD电外差混频技术会降低APD输出信号的信噪比,但它降低了后续电路处理带宽,有利于系统整体信噪比的提升;当APD输入光信号较微弱时,采用电外差混频技术,可有效提高系统整体的信噪比。 展开更多
关键词 光电子学 雪崩光电二极管 电外差混频 信噪比 参量优化
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基于InGaAs盖革模式APD探测器的主动淬灭电路设计 被引量：3
9
作者 杨赟秀 袁菲 +5 位作者 路小龙 景立 邓世杰 呙长冬 宋海智 张伟 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第5期329-334,共6页
盖革模式(GM)雪崩光电二极管(APD)探测器具有单光子级探测灵敏度,可广泛用于三维成像和测量测绘等领域。针对InGaAs基GM-APD,提出一种用于自由模式探测的主动淬灭电路。该电路采用电容积分方式将雪崩电流转换为电压信号,利用反相器对其... 盖革模式(GM)雪崩光电二极管(APD)探测器具有单光子级探测灵敏度,可广泛用于三维成像和测量测绘等领域。针对InGaAs基GM-APD,提出一种用于自由模式探测的主动淬灭电路。该电路采用电容积分方式将雪崩电流转换为电压信号,利用反相器对其进行检测与提取,同时经淬灭支路将雪崩快速淬灭,一定延时后恢复支路使APD重新进入盖革状态;采用施密特触发器以增强淬灭支路的抗干扰能力,防止盖革恢复过程中导致淬灭控制信号的振荡;利用RC延迟电路实现探测器死时间可调。基于SMIC 0.18μm标准CMOS工艺对设计的主动淬灭电路进行了流片,电路芯片与GM-APD互连测试结果表明,该电路可实现对GM-APD的快速淬灭与恢复,淬灭时间约为887 ps,恢复时间约为325 ps,最小死时间约为29.8 ns,满足多回波探测应用要求。 展开更多
关键词 INGAAS 盖革模式(GM) 雪崩光电二极管(APD) 光探测器 主动淬灭 单光子
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激光测高仪中雪崩光电二极管的探测性能分析 被引量：3
10
作者 姚萍萍 赵欣 +2 位作者 张毅 赵平建 涂碧海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期628-630,634,共4页
光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态,采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出,推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系,找出虚警率、阈值和增益之... 光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态,采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出,推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系,找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明,根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路,可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。 展开更多
关键词 光电子学 激光测高仪 近似算法 雪崩光电二极管 虚警率
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三维成像用128×2线性模式APD焦平面探测器设计 被引量：7
11
作者 邓光平 马华平 +2 位作者 鹿婷婷 黄建 王颖 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第6期784-787,共4页
设计了一种用于激光三维成像的128×2线性模式APD焦平面探测器,器件包括硅基APD焦平面阵列和读出电路。硅基APD焦平面阵列采用拉通型n+-p-π-p+结构,像元中心距为150μm,工作在线性倍增模式。读出电路采用单片集成技术,将前置放大... 设计了一种用于激光三维成像的128×2线性模式APD焦平面探测器,器件包括硅基APD焦平面阵列和读出电路。硅基APD焦平面阵列采用拉通型n+-p-π-p+结构,像元中心距为150μm,工作在线性倍增模式。读出电路采用单片集成技术,将前置放大电路、TDC计时电路和ADC等功能模块集成在单一硅片上。整个线性模式APD焦平面探测器可实现128×2阵列规模的激光信号并行检测,并采用LVDS串口输出激光脉冲信号的飞行时间信息和峰值强度信息。测试结果显示,该线性模式APD三维成像探测器可同时获取时间信息和强度信息,成像功能正常。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 读出电路 焦平面阵列 三维成像 激光雷达
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InGaAs/InP SAGCM-APD的器件模型及其数值模拟 被引量：5
12
作者 高新江 张秀川 陈扬 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期617-622,共6页
基于泊松方程和载流子连续性方程,导出了InGaAs/InP SAGCM-APD(吸收、渐变、电荷、倍增层分离结构雪崩光电二极管)特性的数学模型,利用数值计算工具对其进行了数值模拟,得到了APD内部电场分布、增益特性、暗电流特性、过剩噪声和增益带... 基于泊松方程和载流子连续性方程,导出了InGaAs/InP SAGCM-APD(吸收、渐变、电荷、倍增层分离结构雪崩光电二极管)特性的数学模型,利用数值计算工具对其进行了数值模拟,得到了APD内部电场分布、增益特性、暗电流特性、过剩噪声和增益带宽特性等的数值结果。模拟结果与实际器件特性测量结果相符合,表明运用该模型与数值模拟方法可对不同结构参数的InGaAs/InP SAGCM-APD进行结构设计、工艺改进和特性分析。 展开更多
关键词 INGAAS/INP SAGCM—APD 器件模型 数值模拟 器件特性
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单光子雪崩二极管的死时间效应分析 被引量：4
13
作者 司马博羽 陈钱 何伟基 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期515-519,共5页
单光子雪崩二极管是一种采用盖革模式的单光子探测器件。一旦触发后探测器需要一段时间来重启,重启之后才能进行下一个光子事件的探测。重启所用时间(也叫死时间)的大小会影响探测器的光子计数分布。对单光子雪崩二极管的工作方式进行... 单光子雪崩二极管是一种采用盖革模式的单光子探测器件。一旦触发后探测器需要一段时间来重启,重启之后才能进行下一个光子事件的探测。重启所用时间(也叫死时间)的大小会影响探测器的光子计数分布。对单光子雪崩二极管的工作方式进行了数学建模,研究死时间对探测器输出响应的影响,推导出了在入射光子数服从泊松分布情况下探测器光子计数值的概率分布函数,并采用蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明死时间会使探测器输出的光子计数值减小,其分布会更加集中,并且死时间越大,入射光子速率越高,这种效应就越明显。 展开更多
关键词 光学测量 单光子雪崩二极管 死时间 马尔科夫更新过程 蒙特卡洛
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基于APD的水下激光引信接收系统仿真设计 被引量：4
14
作者 李哲 邓甲昊 +1 位作者 张毅 卜方 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期753-756,共4页
讨论了基于APD探测器的水下激光引信接收系统设计。主要研究APD的探测特性,设计接收系统的偏置电路、温度补偿电路、探测器放大电路,并对仿真结果进行分析。
关键词 雪崩光电二极管(APD) 水下激光引信 接收系统
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单光子雪崩二极管猝熄电路的发展 被引量：6
15
作者 王忆锋 马钰 《电子科技》 2011年第4期113-118,共6页
单光子雪崩二极管(SPAD)是工作在击穿电压上的雪崩光电二极管(APD)。对于极弱光学信号的探测,例如超高音速飞行器早期预警的应用,SPAD可能是理想的探测器选择。SPAD必须与猝熄电路配套工作。基于pn结等效电路模型,分析了适用于SPAD雪崩... 单光子雪崩二极管(SPAD)是工作在击穿电压上的雪崩光电二极管(APD)。对于极弱光学信号的探测,例如超高音速飞行器早期预警的应用,SPAD可能是理想的探测器选择。SPAD必须与猝熄电路配套工作。基于pn结等效电路模型,分析了适用于SPAD雪崩猝熄的基本电路结构,例如被动、主动以及混合猝熄电路等。对于SPAD器件测试和筛选来说,被动猝熄电路简单适用,但其局限性也较大。主动猝熄电路可以充分利用SPAD的性能。混合方案则是设计简单紧凑电路或者满足特殊应用要求的有效方法。介绍了SPAD猝熄电路的工作原理、研究进展以及性能指标。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 单光子雪崩二极管 猝熄电路 高超音速飞行器
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SPAD的EDA模型及其在集成淬火电路设计中的应用 被引量：5
16
作者 周扬 陈永平 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期694-697,701,共5页
针对应用于单光子探测的单光子雪崩二极管建立了EDA电路模型,讨论了模型参数设置及仿真方法,利用此模型分别完成了像素级被动淬火集成电路、像素级主动淬火及快速恢复集成电路的设计仿真,并利用CSMC公司的0.5μmCMOS工艺进行流片制作。... 针对应用于单光子探测的单光子雪崩二极管建立了EDA电路模型,讨论了模型参数设置及仿真方法,利用此模型分别完成了像素级被动淬火集成电路、像素级主动淬火及快速恢复集成电路的设计仿真,并利用CSMC公司的0.5μmCMOS工艺进行流片制作。结果表明,建立的探测器模型与CMOS电路设计相互兼容,通过合适的电路设计和参数设置,采用以上集成淬灭电路的单光子探测器的最小"盲时"可分别达到100ns和4ns。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 集成淬火电路 EDA设计
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碲镉汞雪崩光电二极管的发展 被引量：4
17
作者 王忆锋 陈洁 +1 位作者 余连杰 胡为民 《红外》 CAS 2011年第10期1-11,共11页
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... 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（-7×10^3）、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。 展开更多
关键词 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
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平面型InGaAs/InP APD边缘提前击穿行为的抑制 被引量：1
18
作者 肖雪芳 杨国华 +2 位作者 王国宏 王树堂 陈良惠 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期278-281,共4页
平面型雪崩光电二极管(APD)在结弯曲处具有高的电场,导致在结边缘的提前击穿。运用FEMLAB软件对不同工艺流程制备的三种不同结构平面型InP/InGaAs APD的电场分布进行了二维有限元模拟,在表面电荷密度为5×1011cm-2时分析了吸收层厚... 平面型雪崩光电二极管(APD)在结弯曲处具有高的电场,导致在结边缘的提前击穿。运用FEMLAB软件对不同工艺流程制备的三种不同结构平面型InP/InGaAs APD的电场分布进行了二维有限元模拟,在表面电荷密度为5×1011cm-2时分析了吸收层厚度、保护环掺杂浓度、保护环和中央结纵向及横向间距等因素对边缘提前击穿特性的抑制程度。比较了这三种结构的InP/InGaAs APD在边缘提前击穿的抑制特性的优劣。通过理论研究对平面InP/InGaAs APD进行了优化。 展开更多
关键词 边缘击穿 雪崩光电二极管 结构
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量子通信中SAGM型单光子探测器性能分析 被引量：1
19
作者 彭建 冯雪冬 +1 位作者 杨伯君 于丽 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期851-855,共5页
分析了InGaAs/InP光电雪崩二极管(SAGM-APD)在红外电信波段应用中的优良特性,阐述了在实际应用中一些关键参数和设计制造中的一些重要问题。在800～1700nm波段,为了实现单光子探测,SAGM-APD应采用“盖格”工作模式并且论述了其中面临的... 分析了InGaAs/InP光电雪崩二极管(SAGM-APD)在红外电信波段应用中的优良特性,阐述了在实际应用中一些关键参数和设计制造中的一些重要问题。在800～1700nm波段,为了实现单光子探测,SAGM-APD应采用“盖格”工作模式并且论述了其中面临的一些问题。论述了量子保密通信中的门模抑制电路的工作原理及其工作过程中采用符合电路消除暂态信号的方法。 展开更多
关键词 雪崩光电二极管 单光子探测器 门模抑制电路 量子通信
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10 Gbit/s InGaAs/InP雪崩光电二极管 被引量：1
20
作者 尹顺政 郝文嘉 +4 位作者 张宇 于浩 李庆伟 赵润 车相辉 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第7期516-520,共5页
基于InGaAs/InP吸收区、渐变区、电荷区和倍增区分离雪崩光电二极管(SAGCM APD)器件结构,利用数值计算方法,模拟了各层参数对器件频率响应特性的影响。模拟结果表明,吸收层、倍增层厚度及电荷层面电荷密度可影响器件的-3dB带宽;随增益... 基于InGaAs/InP吸收区、渐变区、电荷区和倍增区分离雪崩光电二极管(SAGCM APD)器件结构,利用数值计算方法,模拟了各层参数对器件频率响应特性的影响。模拟结果表明,吸收层、倍增层厚度及电荷层面电荷密度可影响器件的-3dB带宽;随增益的增加,器件带宽会逐渐降低;电荷层面电荷密度对器件击穿电压有明显影响。结合此模拟结果,制作出了高速InGaAs/InP雪崩光电二极管,并对器件进行了封装测试。测试结果表明,该结果与模拟结果相吻合。器件击穿电压为30V;在倍增因子为1时,器件响应度大于0.8A/W;在倍增因子为9时,器件暗电流小于10nA,-3dB带宽大于10GHz,其性能满足10Gbit/s光纤通信应用要求。 展开更多
关键词 INGAAS/INP 吸收区、渐变区、电荷区和倍增区分离雪崩光电二极管(SAGCM APD) 雪崩 频率响应 光通信
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