面向经典与量子光检测的宽带均衡光电探测器：从光学、EUV 到 X 射线
仪器与探测器
2026-05-26 v1 天体物理仪器与方法
应用物理
光学
量子物理
摘要
快速发展的相干短波长光源在极端紫外 (EUV) 和软 X 射线 (SXR) 领域，催生了对先进光电子探测能力的日益增长的需求，尤其是针对量子噪声受限的测量、微电子与半导体计量以及新兴的量子信息应用。然而，由于 EUV-SXR 硅光电二极管异常大的junction电容，扩展均衡光电探测到这些波长范围受到了根本性的带宽-噪声权衡的限制。本文报道了一种新型宽带光电接收器架构，通过引导式浪益放大器设计克服了这一瓶颈。我们利用低噪声junction场效应管接口，有效隔离光电二极管电容，抑制放大器看到的 apparent 输入电容。结合对 parasitic 反馈电抗的主动补偿，该架构减轻了探测器有效面积与信号带宽之间的传统权衡。实验上，我们实现了系统级输入 Referred 噪声底为 13 fA/√Hz，接近理论热噪声极限。此外，我们实现了信号-噪声受限带宽的六倍扩展，并通过实施一种新型接地场板，证明在 100 kHz 处的共模抑制比 (CMRR) 可超过 30 dB。该高度可扩展、基于硅的架构有效弥合了短波长检测差距，为下一代量子噪声受限和量子增强 X 射线测量，以及高数值孔径 EUV 光刻中的超灵敏检测与计量应用奠定了稳健的实验平台。
引用
@article{arxiv.2605.24199,
title = {Wideband Balanced Photodetectors for Classical and Quantum Light Detection from Optical, EUV, to X-rays},
author = {Ivan Ryger and Terry Brown and Dina S. Eissa and Chen-Ting Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24199},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 11 figures