微型化高频正弦波门控InGaAs/InP单光子探测器

摘要： 高频门控InGaAs/InP单光子探测器(SPD)广泛应用于量子密钥分发等需要近红外波段单光子探测的领域。为实际应用考虑，减小SPD体积并实现系统级集成具有重要价值。据我们所知，本文展示了目前最紧凑的高频正弦波门控(SWG)InGaAs/InP SPD。我们设计并制备了具有优化半导体结构的InGaAs/InP单光子雪崩二极管(SPAD)，随后将SPAD芯片与微型热电制冷器封装于12.5 mm×22 mm×10 mm的蝶形封装内。此外，我们为该SWG SPD集成了单片读出电路以替代传统板级集成的淬灭电子学?？?。最终将SPAD、单片读出电路及相关电路集成于13 cm×8 cm×4 cm的单个?？橹小Ｏ啾?012年设计的1.25 GHz SWG InGaAs/InP SPD?？?25 cm×10 cm×33 cm)，本小型化SPD体积缩减达95%。经测试，该探测器在1.25 GHz门控频率、100 ns死时间、243 K工作条件下展现出优异性能：单光子探测效率30%，暗计数率2.0 kcps，后脉冲概率8.8%。为期一周的稳定性测试也验证了该小型化SPD?？榈母叨瓤煽啃?。