探测效率达 60% (1550 nm) 的 InGaAs/InP 单光子探测器
应用物理
2020-08-05 v1 仪器与探测器
量子物理
摘要
InGaAs/InP 单光子探测器(SPDs)在实际近红外光子计数中被广泛应用。光子探测效率(PDE)是 SPD 表征最重要的参数之一，因此持续提升 PDE 在工业开发与学术研究中均居于核心地位。本文报道了在 1550 nm 处 PDE 高达 60% 的高频门控 InGaAs/InP SPD 的实现。一方面，我们优化了 InGaAs/InP 单光子雪崩二极管的结构设计与器件制备，通过附加介质-金属反射层使入射光子的吸收效率相对提升约 20%。另一方面，我们研制了弱雪崩提取的单片读出电路，以最小化寄生电容从而抑制后脉冲效应。在 1.25 GHz 正弦波门控及优化的门幅与工作温度下，该 SPD 的 PDE 达到 60%，暗计数率(DCR)为 340 kcps。在实际使用中，以 3 kcps DCR 为参考，PDE 可达约 40%，后脉冲概率为 5.5%，可显著提升基于近红外 SPD 的应用性能。
引用
@article{arxiv.2007.06792,
title = {InGaAs/InP single-photon detectors with 60% detection efficiency at 1550 nm},
author = {Yu-Qiang Fang and Wei Chen and Tian-Hong Ao and Cong Liu and Li Wang and Xin-Jiang Gao and Jun Zhang and Jian-Wei Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06792},
year = {2020}
}
备注
5 pages, 4 figures. Accepted for publication in Review of Scientific Instruments