研究目的
为开发最紧凑的高频正弦波门控InGaAs/InP单光子探测器，用于近红外区域单光子检测的应用，例如量子密钥分发。
研究成果
与先前设计相比尺寸缩小95%的微型化SWG InGaAs/InP单光子探测器模块，在243K温度和100ns死时间条件下展现出优异性能：30%的光子探测效率(PDE)、2.0kcps的暗计数率(DCR)以及8.8%的后脉冲概率。为期一周的稳定性测试证实该?？榫弑甘导视τ每煽啃裕咚倭孔用茉糠址⑾低车奈⑿突唐搅说缆?。
研究不足
该研究聚焦于特定条件（1.25 GHz选通速率、100 ns停滞时间及243 K环境温度）下SPD?？榈男⌒突胄阅鼙硐?。针对不同工作条件或应用场景，可能需进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
研究涉及设计并制造具有优化半导体结构的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD），并将其与蝶形封装内的微型热电制冷器集成。为正弦波门控SPD实施单片读出电路以替代传统淬灭电子器件。
2：样本选择与数据来源：
在封装前对室温下的SPAD芯片进行表征，包括电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）曲线，以及完整二维光电流-位置扫描。
3：实验设备与材料清单：
包括信号发生器、脉冲激光器、功率计、光学可变衰减器、时间数字转换器（TDC）及SPD?？榈母髦值缱釉?/p>
4：实验流程与操作步骤：
采用标准校准方法对SPD?？榻斜碚?，涉及信号发生器、激光脉冲的同步信号，并测量关键参数如光子探测效率（PDE）、暗计数率（DCR）和后脉冲概率（Pap）。
5：数据分析方法：
通过包含每激光脉冲平均光子数、DCR、门控频率等参数的公式计算PDE。同时测量并分析有效门控宽度和后脉冲概率。
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获取完整内容-
InGaAs/InP single-photon avalanche diode
SPAD
Single-photon detection in the near-infrared region
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Thermoelectric cooler
TEC
Cooling the SPAD chip
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Monolithic readout circuit
MIRC
Extracting weak avalanche signals
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Signal generator
Generating synchronized signals for SPD calibration
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Pulsed laser
Generating laser pulses for SPD calibration
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Power meter
Monitoring laser pulses
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Optical variable attenuator
Attenuating the intensity of laser pulses
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Time-to-digital converter
TDC
Measuring the time intervals between laser pulses and SPD detections
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