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 基于标准CMOS工艺的非接触式保护环单光子雪崩二极管

吴佳骏 谢生 毛陆虹 朱帅宇

[摘要]基于深亚微米CMOS工艺, 设计了一种采用非接触式P阱保护环来抑制边缘击穿的单光子雪崩二极管结构.采用器件仿真软件Silvaco Atlas分析了保护环间距对器件的电场分布和雪崩触发概率等特性的影响, 结合物理模型计算了所设...

 PDF全文光子学报 | 2018, 47(01):0125001

 不同基片对单量子点单光子荧光发射的调控

林雨 钟莹 刘海涛

[摘要]采用时间相关单光子计数原理搭建荧光寿命测量光学系统,实验验证了单量子点发射荧光的单光子性。针对石英玻片、硅片、金膜等不同基片上多处具有单光子荧光发射特性的单量子点,对其发射荧光的寿命进行了测量、对比,...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(06):0606005

 InGaAs/InP红外雪崩光电探测器的研究现状与进展

胡伟达 李庆 温洁 王文娟 陈效双 陆卫

[摘要]近年来, 量子卫星通信、主动成像等先进技术的应用取得了较大的进展, InGaAs/InP雪崩光电探测器作为信息接收端的核心器件起到了至关重要的作用。本文系统介绍了 InGaAs/InP雪崩光电探测器的工作原理, 分析了器件结构设...

 PDF全文红外技术 | 2018, 40(03):201

 基于SMIC 0.13μm CIS工艺的单光子TOF传感器像素设计

谢 刚 徐 渊 张子龙 廉德亮 刘诗琪 王成瑾

[摘要]设计了一种基于SMIC 0.13μm CIS工艺的单光子飞行时间(TOF)传感器像素结构。针对传统单光子雪崩二极管(SPAD)结构的不足, 采用p阱和STI共同作为保护环, 避免器件提前发生边缘击穿从而减小器件面积, 增加深n阱使有源区...

 PDF全文半导体光电 | 2018, 39(01):42

 基于SiPM和TCMPC的时间分辨拉曼散射测量技术研究

苗泉龙 代 雷 李佰成 赵天琦 梁 琨 杨 茹 韩德俊

[摘要]报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数(TCMPC)技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量。 相比于常规基于光电倍增管(PMT)或单光子雪崩二极管(SPAD)的时间相关单光子(TCSPC)技术, 由于SiPM可以...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2018, 38(05):1444

 基于指示单光子源的非对称信道量子密钥分配

何业锋 宋畅 李东琪 康丹娜

[摘要]针对传统的量子密钥分配协议未考虑非对称信道的问题, 研究了基于指示单光子源的非对称信道的测量设备无关量子密钥分配协议的性能参数。主要分析了协议中的平均光子数、单边传输效率、密钥生成率与信道传输损耗之间的...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(03):0327001

 基于SNSPD与SPAD探测器的激光测距系统的比较研究

张晓英 贾磊 朱江 闫夏超 张蜡宝 康琳 吴培亨

[摘要]通过实验比较研究了基于SNSPD与SPAD探测器的激光测距系统.实验中, 当接收回波端衰减120 dB时, 天空光背景可忽略, 基于SPAD的激光测距系统探测概率低于0.2%, 而基于SNSPD的激光测距系统探测概率达35%; 当激光发射频率...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2018, 37(03):378

 高性能单光子雪崩二极管在180 nm CMOS工艺中的设计与实现

金湘亮 曹灿 杨红姣

[摘要]为了实现大阵列电路集成,文中设计和实现了一种能与主动淬火电路集成的宽光谱范围和快速的单光子雪崩二极管(SPAD)芯片.一个精确的单光子雪崩二极管电路模型模拟了其在盖革模式下的静态和动态行为.该有源区直径为8 μ...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2018, 37(01):30

 基于光子计数激光雷达的时域去噪

骆 乐 吴长强 林 杰 冯振超 何伟基 陈 钱

[摘要]激光雷达传统的成像方法需要经过长时间积分探测生成光子计数统计直方图的方式来减少背景噪声的影响, 获得目标场景的深度估计信息。为了快速准确地获取目标场景的3D图像, 提出基于光子计数激光雷达的三维距离图像时域...

 PDF全文光学 精密工程 | 2018, 26(05):1175

 大气湍流对单光子轨道角动量态影响的研究

卫俊杰 周华伟 邱伟

[摘要]光子轨道角动量的本征态是无穷维的,以轨道角动量作为信息的载体可以极大地增加量子密钥分发的安全性,然而大气湍流的随机起伏会导致传输光波的波前发生扭曲、振幅发生起伏,严重影响以光子轨道角动量编码的通信系统...

 PDF全文光学与光电技术 | 2018, 16(02):33

 基于温漂自动补偿的高稳定性Si-APD单光子探测器

颜佩琴 孟文东 王煜蓉 李召辉 陶宇亮 彭欢 潘海峰 吴光

[摘要]硅雪崩光电二极管(Si-APD)的雪崩电压对温度极大地限制了基于Si-APD的单光子探测器在全天候野外条件下的实际应用。提出了一种可以在大环境温度变化范围内稳定工作的Si-APD单光子探测技术。通过制冷与数字偏压补偿相结...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(08):080403

 基于单光子探测的不同重频下扩展伪随机编码规则

陈雨 羊毅

[摘要]扩展伪随机编码可以解决高重频激光测距在目标距离远时带来的距离模糊问题, 但其编码方式多样。研究了不同激光源发射重频下, 不同幅度编码方式对测距准确性的影响, 并使用Matlab进行仿真。理论研究与仿真结果表明随着...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(05):051204

 低暗计数率InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管

石 柱 代 千 宋海智 谢和平 覃文治 邓 杰 柯尊贵 孔繁林

[摘要]通过对InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析, 采用比通常的InxGaAs(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(同学12):1220001

 高光电探测效率CMOS 单光子雪崩二极管器件

王巍 陈婷 李俊峰 何雍春 王冠宇 唐政维 袁军 王广

[摘要]基于0.18 μm CMOS工艺技术,制作了单光子雪崩二极管,可对650~950 nm波段的微弱光进行有效探测.该器件采用P+/N阱结构,P+层深度较深,以提高对长光波的光子探测效率与响应度;采用低掺杂深N阱增大耗尽层厚度,可以提...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(08):0823001

 采用APD单光子阵列读出集成电路的红外测距技术

吴 金 俞向荣 史书芳 郑丽霞 孙伟锋

[摘要]红外单光子探测因其超高的检测灵敏度和信噪比, 有效提升了弱光检测系统的性能水平。基于TSMC 0.35 μm CMOS工艺, 提出了一种阵列型数字式红外读出电路及其应用系统的设计方法。采用由OSC多相时钟构成的低段全局共享T...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(06):0604002

 基于相关光子的单光子探测器量子效率测量系统

史学舜 刘长明 赵坤 陈海东

[摘要]为准确测量近红外波段单光子探测器量子效率, 搭建了基于自发参量下转换效应的测量系统.系统利用中心波长为518 nm的脉冲激光泵浦周期极化磷酸氧钛钾晶体, 通过自发参量下转换过程产生相关光子对, 分别测量了Si和InGaA...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(03):0304001

 共线和非共线模式下单光子探测器定标比对实验研究

郭园园 高冬阳 胡友勃 李健军 郑小兵 闫静

[摘要]采用相关光子法定标单光子探测器的量子效率对提高光学载荷的辐射定标准确度具有重要意义.利用355 nm连续激光泵浦BBO晶体产生Ⅰ类自发参量下转换, 在共线和非共线两种相位匹配模式下分别测量了单光子探测器雪崩光电二...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(02):0223001

 低暗计数率InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管

石 柱 代 千 宋海智 谢和平 覃文治 邓 杰 柯尊贵 孔繁林

[摘要]通过对InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析, 采用比通常的InxGaAs(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(12):1220001

 空间X射线通信链路建模与功率分析

苏桐 李瑶 盛立志 强鹏飞 陈琛 徐能 赵宝升

[摘要]从空间X射线通信传输理论出发, 首先对X射线通信的功率传输过程进行研究, 以加性高斯白噪声信道模型与自由空间损耗为基础, 分析了深空X射线通信的信道特征及功率传输过程、推导了功率传输方程, 建立了通信链路模型; 其...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(10):1035001

 基于拉盖尔-高斯光束的单光子捕获概率研究

张光宇 刘琳婧 张成龙

[摘要]单光子源通常采用基于高斯光束的高度衰减激光脉冲, 假设激光束具有初始高斯时域脉冲波形和TEM01模拉盖尔-高斯空域分布.基于折射率起伏的Rytov近似和修正von Karman谱模型, 研究了大气湍流对星地量子通信单光子捕获概...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(01):0101001

 单光子计数探测系统的线性性能研究

彭如意 王天放 贾楠 李宇嘉 付利平

[摘要]利用单光子计数技术对微弱光进行探测具有与其他模拟法相比的多个优势, 如有好的抗漂移性、高的信噪比、较宽的线性区等。线性性能是探测器的基本性能之一, 利用叠加法和距离平方反比法测量单光子计数探测系统的线性范...

 PDF全文光学技术 | 2017, 43(02):180

 量子点场效应单光子探测器二维电子气载流子浓度研究

李勇 刘锋 钟文忠 李亮 李刚

[摘要]设计了一种基于场效应晶体管的量子点场效应单光子探测器(quantum dot field effect transistor, QDFET), 建立了二维电子气(two-dimensional electron gas, 2DEG )的薛定谔方程和泊松方程, 通过对薛定谔方程和泊松方程...

 PDF全文光学技术 | 2017, 43(02):122

 一种新型的基于四孔单元光子晶体光纤的设计与分析

谢丹 张惠敏 熊磊

[摘要]设计了一种基于四孔单元的光子晶体光纤, 它可以满足光通信系统中高双折射率、负色散和低限制损耗的要求,比起通常的三角结构光纤有着更高的双折射率, 并且结构制作也较简单。采用全矢量有限元法和各项异性完美匹配层法...

 PDF全文光学技术 | 2017, 43(02):166

 单光子灵敏和高时空分辨的大动态范围科学增强相机

潘京生 顾 燕 李燕红 孙建宁 张勤东 苏德坦

[摘要]增强相机结合了MCP 增强器和图像传感器这两个成熟的技术,便于对其各组件构成的优化及择优组合,获得单光子灵敏的探测能力,以及精确的空间和时间分辨能力,可在极微弱光条件下获得准确的位置和时间信息,成为一个可...

 PDF全文红外技术 | 2017, 39(09):864

 非视域成像系统的研究现状与进展

王雪峰 陈兴稣 苏金善 王元庆

[摘要]传统的光学成像技术是通过探测器对视线区域内的场景成像, 而非视域成像技术是对观察者视线之外的区域进行成像, 它通过一个中介面, 对被其他物体遮挡住的隐藏物体成像(如拐角处、烟雾后等), 是近年来刚发展起来的一种...

 PDF全文红外技术 | 2017, 39(01):8

 用于超快光计时的时间数字转换器

田颖 王爽 任科

[摘要]设计了一款基于延迟锁定环(DLL)和同步计数器结构的10位片上时间数字转换电路(TDC)。采用两步层级设计方法, 利用同步计数器进行粗量化输出6位二进制码, 量化时钟周期的整数倍, 再利用高性能差分DLL输出16路固定相移的...

 PDF全文半导体光电 | 2017, 38(03):330

 基于预报单光子源和探测器诱骗态的循环差分相移量子密钥分发协议

胡 康 毛钱萍 赵生妹

[摘要]提出一种基于预报单光子源和探测器诱骗态的循环差分相移量子密钥分发协议, 简称HSPS-DD-RRDPS-QKD协议。在详细推导协议密钥生成率的基础上, 给出了相关数值仿真, 并分别与基于弱相干光源和探测器诱骗态的循环差分相移...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(05):0527002

 基于双重复频率的光时域反射仪

黄仁贵 陈杰 梁焰 沈旭玲 曾和平

[摘要]提出并实现一种基于InGaAs/InP雪崩光电二极管单光子探测器的双重复频率光时域反射仪系统.通过发送两列重复频率有差异的脉冲激光信号对同一光纤的断点进行检测.接收系统采用高速单光子探测器, 保证了回返光探测灵敏度...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2017, 36(06):727

 InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管InP顶层掺杂研究

李 彬 陈 伟 黄晓峰 迟殿鑫 姚科明 王 玺 柴松刚 高新江

[摘要]通过理论计算和对比实验研究了InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管中InP顶层掺杂浓度对于器件性能的影响.理论结果显示, InP顶层的掺杂浓度越低越有利于抑制边缘击穿, 降低隧穿暗载流子产生速率, 提高雪崩击穿几率.实验结...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2017, 36(04):420

 基于高速单光子探测的光时域反射测量

倪文进 陈杰 梁焰 曾和平

[摘要]针对传统光时域反射仪(OTDR)激光出射功率高、累计时间长、测量分辨率低的问题, 提出了将高速InGaAs/InP雪崩光电二极管单光子探测器应用于光时域反射测量的方法.单光子探测器的工作重复频率为1 GHz, 可实现“准连续”...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2017, 36(02):196

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