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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

 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

 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

 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

 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

 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

 太赫兹探测器读出电路的单电子晶体管制备

刘永涛 李欣幸 张志鹏 方靖岳 秦 华 俞圣雯

[摘要]射频单电子晶体管具有高电荷灵敏度和高读出速率的特点,可用于超导太赫兹单光子探测器产生的微弱电荷信号的读出。采用绝缘体上硅(SOI)材料制备的硅基单电子晶体管具有结构可控、工艺可重复的优点。但是,目前单电子晶...

 PDF全文太赫兹科学与电子信息学报 | 2017, 15(01):15

 基于π移相光纤布拉格光栅的高精度温度测量

于波 景明勇 胡建勇 张国峰 肖连团 贾锁堂

[摘要]光热效应会引起π移相光纤布拉格光栅的频率起伏,故将入射激光衰减至单光子量级,以消除光热效应的影响。通过对入射单光子信号进行强度调制,使用锁相放大器直接解调光电转换的晶体管晶体管逻辑电平(TTL)信号,利用...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(08):080604

 高探测效率CMOS单光子雪崩二极管器件

王巍 鲍孝圆 陈丽 徐媛媛 陈婷 王冠宇

[摘要]基于标准0.35 μm CMOS工艺设计了一种单光子雪崩二极管器件.采用p+n阱型二极管结构, 同时引进保护环与深n阱结构以提高单光子雪崩二极管性能;研究了扩散n阱保护环宽度对雪崩击穿特性的影响;对器件的电场分布、击穿特...

 PDF全文光子学报 | 2016, 45(08):0823001

 SiGe/Si单光子雪崩光电二极管仿真

廖雅香 张均营 余 凯 薛春来 李传波 成步文

[摘要]通过理论模拟CMOS工艺兼容的SiGe/Si 单光子雪崩二极管, 研究并讨论了掺杂条件对于电场分布、频宽特性、以及器件量子效率的影响。设计出具有浅结结构、可在盖革模式下工作、低击穿电压(30 V)的1.06 μm单光子技术雪崩...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(05):0520004

 单光子测距系统性能优化研究和实现

沈姗姗 陈钱 何伟基 周萍 顾国华

[摘要]为了实现单光子测距系统的最佳性能接收,积分时间一定,分别研究激光功率对该系统的信噪比和距离精度的影响。首先,基于单光子探测机理,引入雪崩触发概率到固定频率的多脉冲累计探测系统线性信噪比模型中,蒙特卡洛...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(02):0217001

 高噪声高精度时间相关单光子测距系统性能研究

沈姗姗 陈钱 曹芳 何伟基 顾国华

[摘要]为弥补伪随机码调幅测距系统性能研究的不足,采用可编程逻辑器件实现1 GHz和2.5 GHz速率的伪随机码发生器。实验系统以50 m为测试距离,针对两路伪随机码光子到达时间点,采用快速傅里叶变换算法得到互相关波形。在此...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(06):0604001

 消除距离模糊的扩展伪随机码调制激光测距技术

吴兴国 羊毅 郝培育

[摘要]单光子测距中采用高重复频率激光源可提高回波信噪比,同时会带来距离模糊问题。为消除距离模糊,基于调制测距和时间相关光子计数理论设计了一种测距技术,分步计算得到脉冲飞行时间所包含的不模糊时间和激光发射周期...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(04):0408001

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