基于4H-SiC APD单光子探测的主动淬灭电路研究

作     者：陶晓强 李天义 徐尉宗 周东 任芳芳 陆海 

作者机构：南京大学电子科学与工程学院 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61921005 U2141241 U21A20496) 

主　　题：传感器技术 雪崩光电二极管 主动淬灭电路 4H-SiC 单光子探测 

摘      要：为了对比不同类型淬灭电路对4H-SiC雪崩光电二极管(APD)探测性能的影响，采用被动淬灭电路(PQC)和主动淬灭电路(AQC)，对两种类型SiC紫外APD进行单光子探测实验。发现在PQC较长死区时间内，会频发后脉冲现象，导致APD的暗计数率(DCR)较高，从而降低器件的信噪比。对APD后脉冲概率的时间分布进行了研究，并进一步对AQC在更高器件过偏压下单光子探测中出现的问题进行了分析，提出了电路改进方案。研究结果表明：通过将AQC死区时间调整至45 ns，在相同单光子探测效率下，可将器件DCR减少至原先水平的1/4。通过有效抑制后脉冲和加快APD恢复速度，AQC可使器件展现出更加优越的探测性能。此研究为SiC APD在单光子探测中的应用提供了一定的参考。