摘要：利用锁相放大器测量雪崩光电二极管(APD)特定工作频率下的噪声电压,使用示波器测量APD在调制光输入条件下的电压值,使用功率计测量输入调制光能量值,以此测出APD的噪声等效功率(NEP)。并在测量过程中利用截尾平均数、变异系数等统计方法消除噪声干扰。同时,利用LabVIEW图形设计软件制作了一整套自动测试程序。实际操作表明,该测量系统测量具有精度高、操作简单、运行稳定可靠、自动化程度高等诸多优点,获得了科研人员的一致好评,具有较高实用性。

摘要：对倍增型共振隧穿弱光探测器(RTDPD,resonant tunneling diode as photodetector)的噪声性能进行研究。设计了具有倍增区的RTDPD结构。对探测器电流-电压(I-V)特性的模拟发现,加入倍增区以后探测器的光电流和暗电流均被放大,其峰值电流增大了1.7倍。对RTDPD的噪声分布模拟发现,1/f噪声比散粒噪声和热噪声高出10个数量级左右。对倍增区的电场强度和过剩噪声因子进行了模拟,并计算了过剩噪声的功率谱密度。分析了倍增型RTDPD的总噪声,并对有、无倍增区时RTDPD的噪声等效功率进行了计算。结果显示,倍增区引入的噪声不仅不会影响探测器有效信号的提取,而且提高了探测器响应弱光的能力。

摘要：为进一步提高机载光电探测设备的激光测距能力,设计了基于制冷型雪崩管探测器激光接收电路。根据制冷型雪崩管探测器的特性,控制输出最佳的TEC制冷功率,降低探测器工作温度,使探测器稳定工作在最佳状态,从而减小探测器噪声电压,提高系统的探测灵敏度。实验结果表明:入射光功率在80μW加45.6 dB衰减时,探测器制冷前后对比,其探测虚警率从8.57%下降到0.49%。该探测电路应用于新型机载光电探测系统中,将极大提高其远程测距能力。

摘要：高灵敏度超导相变边缘探测器(Transition Edge Sensor,TES)在宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background,CMB)辐射B模偏振探测方面具有重要的应用前景。本文设计并制备了220 GHz频段8×8像元的天线耦合钛超导TES探测器,实验表征了刻蚀前钛超导TES探测器的低温热导和噪声特性。实验结果显示,钛超导TES探测器低温电声相互作用主导热导约为485.4 pW/K,同时钛超导TES探测器噪声等效功率优于5×10^(-17)W/Hz^(0.5)。原理上,钛超导TES探测器热导在刻蚀后会进一步减小,理论计算出刻蚀后钛超导TES探测器的热导约为38 pW/K,同时,其热起伏等效噪声功率理论值约为9.2×10^(-18)W/Hz^(0.5),因此,钛超导TES探测器在刻蚀后的噪声等效功率性能会进一步提升。

摘要：为了提高场效应晶体管太赫兹探测器的响应度并降低噪声等效功率,需要对探测器集成平面天线的结构进行合理设计与优化,本文对集成平面天线结构的场效应晶体管太赫兹探测器的研究进行了深入调研。首先,对场效应晶体管太赫兹探测器的工作原理进行了分析,介绍了集成平面天线如何解决耦合太赫兹波效率低的问题。然后,介绍了一些常用的平面天线结构,包括偶极子天线、贴片天线、缝隙天线、grating-gate和其他类型的结构,比较了各种天线的性能以及引入后对太赫兹探测器响应度的影响。通过对比不同天线结构的探测器响应度和噪声等效功率等参数指标,发现:采用平面天线结构之后,场效应晶体管太赫兹探测器的响应度有了大幅度的提升,各种类型的天线对探测器响应度都有不同程度的提升。本文着重介绍了几种集成于场效应晶体管的平面天线结构,包括各种天线的性能和研究进展,最后分析了场效应晶体管太赫兹探测器存在的问题和发展趋势。

摘要：首先介绍了APD传感器的传感原理,接着对APD传感器工作时产生的几种噪声情况进行了详细的分析。基于对APD传感器的信噪比和等效噪声功率的分析和计算,给出了APD传感器在多重噪声因素作用下的最优倍增因子确定方式及其相对应的噪声等效功率的求算方法。讨论分析了APD传感器的雪崩增益与光电变换信噪比的关联特征,归纳了在入射光功率和噪声因素变化时,最优倍增因子的变化规律。参照结论,可以方便地确定APD倍增因子的最佳数值,并得到相应的噪声等效功率水平。这对于确定和控制APD传感器的光电信息变换特性,以及进行后续低噪声接口电路设计,具有理论引导意义和实际应用价值。