APD光电二极管的特性测试及应用研究1

雪崩光电二极管特点雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode，简称APD）是一种用于光电转换的器件，它具有一些独特的特点和优势。

本文将对雪崩光电二极管的特点进行详细解释，并在标题中心扩展下进行描述。

1. 雪崩放大效应：雪崩光电二极管通过雪崩放大效应来增强光电转换的效率。

当光子入射到APD中时，产生的电子被高电场加速，撞击到晶格中的原子，使其激发出更多的载流子。

这种级联的雪崩效应可以将光子能量转化为电流信号，并使其放大，从而提高光电转换的灵敏度。

2. 高增益：与传统的光电二极管相比，雪崩光电二极管具有更高的增益。

其内部的雪崩效应可以使电子数目成倍增加，从而大幅度提高输出信号的强度。

这使得雪崩光电二极管在弱光条件下具有更高的信噪比和探测灵敏度，可以探测到较弱的光信号。

3. 宽波长响应范围：雪崩光电二极管的波长响应范围较宽，可以覆盖可见光、红外光等多个波段。

这使得它在不同应用领域具有广泛的适用性。

例如，可以用于光通信、光谱分析、光电检测等领域。

4. 低噪声：雪崩光电二极管具有较低的噪声特性，这是因为它在雪崩放大过程中产生的噪声被级联放大后被抑制。

这使得它在高速光通信和高精度测量等应用中具有优势。

5. 高速响应：由于雪崩放大过程的快速响应特性，雪崩光电二极管具有较高的响应速度。

它可以快速转换光信号为电流信号，适用于高速光通信和高速数据传输等应用。

6. 低工作电压：相比于光电二极管，雪崩光电二极管的工作电压较低。

这使得它在功耗上具有优势，可以降低系统的能耗。

7. 较小尺寸：雪崩光电二极管具有较小的尺寸，重量轻，体积小。

这使得它在集成光学系统和微型设备中的应用更加方便。

雪崩光电二极管具有雪崩放大效应、高增益、宽波长响应范围、低噪声、高速响应、低工作电压和较小尺寸等特点。

这些特点使得它在光通信、光谱分析、光电检测等领域具有广泛的应用前景。

未来随着技术的进一步发展，相信雪崩光电二极管将在更多领域展现出其独特的优势和潜力。

物理实验技术中的光电二极管特性测量与分析光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，广泛应用在光电传感器、光通信、光电测量和光谱分析等领域。

在物理实验技术中，测量和分析光电二极管的特性对于研究光电效应、了解器件性能以及优化实验设计都具有重要意义。

一、光电二极管原理和基本特性光电二极管的原理是基于光电效应，利用光照射在PN结上产生电子-空穴对，使得PN结两端产生电压。

其关键特性包括响应频率、光电流、暗电流、光电流增益等。

测量这些特性需要合适的实验装置和方法来获取准确的结果。

二、光电二极管特性的测量方法1. 频响特性测量频响特性测量是评估光电二极管对光信号变化的响应速度的重要方法。

常用的实验装置包括函数发生器、光源和示波器。

通过改变函数发生器输入的正弦光信号频率，测量光电二极管输出的电流或电压的变化，从而得到频响特性曲线。

这些曲线反映了光电二极管的截止频率、带宽和相移等信息。

2. 光电流和暗电流测量光电流和暗电流是衡量光电二极管敏感度的重要指标。

光电流指的是光照射下二极管产生的输出电流，可以通过连接电流表或电流放大器进行测量。

而暗电流是指在没有光照射的情况下，二极管自身产生的微弱电流。

暗电流直接影响光电二极管的信噪比和稳定性，需要特殊的实验装置和方法进行测量。

三、光电二极管特性分析测量得到的光电二极管特性数据可以通过分析得到有关器件性能的重要信息。

以下是几个典型的分析方法：1. 截止频率和带宽分析利用频响特性曲线可以确定光电二极管的截止频率和带宽。

截止频率是指光电二极管对信号频率的响应达到3dB衰减的频率，可以通过对频响特性进行插值计算得到。

带宽是指光电二极管在特定条件下能够传输信号的频率范围，可以根据频响特性曲线的满足条件进行判断。

2. 光电流增益分析光电流增益是指光电二极管单位光功率入射时输出电流的增益。

可以通过将测得的光电流与已知的入射光功率相除得到。

光电流增益反映了光电二极管对光信号的放大效果，是评估器件性能的重要指标。

光电二极管特性参数的测量及原理应用1.光电二极管特性参数的测量方法（1）光电流和光敏面积的测量：光电二极管的光敏面积决定了其对光信号的接收能力，而光电流是光电二极管对光源产生的电流响应。

测量光电流可通过将光电二极管接入电路中，通过测量电流表的读数来获得。

光敏面积可通过显微镜测量方法来获得。

（2）响应时间的测量：光电二极管的响应时间是指其由光敏变化到电流输出的时间。

可以使用短脉冲光源和示波器来测量光电二极管的响应时间，记录光电流的变化曲线，从而得到响应时间。

（3）量子效率的测量：量子效率是指光束的能量能被光电二极管转换成电流的比例。

测量量子效率常采用比较法，即将待测光电二极管与一个标准光电二极管一起放入相同的光源中进行测量，通过比较两者输出的电流，计算出待测光电二极管的量子效率。

2.光电二极管特性参数的原理应用（1）光电二极管的灵敏度控制：测量光电流和光电二极管参数可以了解光电二极管的灵敏度，从而控制其在光电转换中的应用。

例如，在光电二极管应用于光通信中，可以通过测量光电流来确定光信号的强弱，进而控制光电二极管的灵敏度。

（2）光电二极管的功率测量：通过测量光电二极管的输出电流和光敏面积，可以计算出入射光的功率。

这在激光器功率测量和光学器件测试中非常常见。

（3）光电二极管的频率响应特性：通过测量光电二极管的响应时间，可以评估其对高频光信号的响应能力。

这在通信和雷达系统中具有重要应用，可以保证信号的准确传输和检测。

（4）光电二极管的光谱响应特性：测量光电二极管的光谱响应可以评估其对不同波长光的接收能力。

这在光学测量和光谱分析等领域都有广泛应用。

综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用对于光电二极管的优化设计和应用具有重要意义。

通过测量光电流、光敏面积、响应时间、量子效率等参数，可以更好地了解光电二极管的特性，从而为光电转换和光信号检测提供基础支持。

同时，根据测量得到的参数，可以进一步控制光电二极管的灵敏度、测量光功率、评估频率响应和光谱响应等应用。

APD光电二极管特性测试实验APD光电二极管特性测试实验1，实验目的1，学习掌握APD光电二极管的工作原理2，学习掌握APD光电二极管的基本特性3，掌握APD光电二极管特性测试方法4，了解APD光电二极管的基本应用2，实验内容有1，APD光电二极管暗电流测试实验2，APD光电二极管光电流测试实验3，APD光电二极管伏安特性测试实验4，APD光电二极管雪崩电压测试实验5、APD光电二极管光电特性测试实验6、APD光电二极管时间响应特性测试实验7、APD光电二极管光谱特性测试实验3、实验仪器1、光电检测综合实验仪器12、光路组件1组3、测光表1组4、1组5和2#重叠插头对(红色，50厘米)和10组6和2#重叠插头对(黑色，50厘米)10根7相电力电缆，1根8相电源线，1本9实验说明书，1台4示波器，雪崩光电二极管APD—雪崩光电二极管是一种具有内部增益的光电探测器，可用于探测微弱的光信号并获得较大的输出光电流。

雪崩光电二极管的内部增益基于碰撞电离效应。

当高反向偏置电压施加到PN结时，5耗尽层中的电场非常强，并且光生载流子在通过时将被电场加速。

当电场强度足够高(约3x10v/cm)时，光生载流子获得大量动能。

它们与半导体晶格高速碰撞，电离晶体中的原子，从而激发新的电子-空穴对。

这种现象被称为碰撞电离碰撞电离产生的电子-空穴对也在强电场的作用下加速，并重复前面的过程。

由于多次碰撞电离，载流子迅速增加，电流迅速增加。

这一物理过程被称为雪崩倍增效应。

++图6-1是APD的结构与电极接触的外侧的P区和N区被重掺杂，分别由P和N+表示；在I区和n区的中间是另一层宽度较窄的p区APD在大的反向偏置下工作。

当反向偏置电压增加到++到一定值时，耗尽层从N-P结区延伸到P区，包括中间P层区和I+区图4的结构是直通APD结构从图中可以看出，电场分布在区域一相对较弱，但在区域N-P++相对较强。

碰撞电离区，即雪崩区，位于n-p区虽然I区的电场比N-P区低得多，但也足够高，达到4(最高2×10V/cm)，从而保证载流子达到饱和漂移速度。

APD芯片介绍以及应用APD芯片（Avalanche Photodiode Chip）是一种用于光电转换的半导体器件，属于光电探测器的一种。

它是在普通光电二极管的基础上进行改进而来的，具有更高的增益和更低的噪声水平。

APD芯片能够将光信号转化为电信号，并放大输出，从而提高光电信号的灵敏度和检测能力。

下面将详细介绍APD芯片的结构、工作原理、特点以及应用领域。

APD芯片采用p-n结的结构，与光电二极管类似，但在p-n结中添加了一层特殊的掺杂层。

掺杂层具有高电场强度浓缩效应，使光电信号在该区域中形成电子雪崩效应。

电子雪崩效应可以将光电信号产生的载流子数目大幅度增加，从而提高了灵敏度和增益。

当光通过APD芯片时，光子会在p-n结区域中与材料相互作用，产生电子和空穴对。

在电场的作用下，电子会被加速向掺杂层移动，而空穴则相对较慢。

当电子到达掺杂层时，由于强电场效应，部分电子会获得能量足够大以至于导致更多的电子被释放，形成电子雪崩效应。

这种电子雪崩效应会导致电流倍增，从而将光信号放大。

最终产生的电信号可以通过外部电路进行进一步放大和处理。

1.高增益：APD芯片的增益比普通光电二极管高几个数量级，能够将微弱的光信号放大到可以被检测到的程度。

2.低噪声：APD芯片的掺杂层能够减少噪声的产生，提高信号与噪声之间的比例。

3.高灵敏度：由于增益的提高，APD芯片对光信号的捕捉能力大大增强，甚至可以捕捉到单个光子的信号。

4.宽频响特性：APD芯片的频响特性较宽，可以在较高的频率范围内工作。

5.高线性：APD芯片可以线性放大光信号，避免了非线性失真的问题。

1.光通信：APD芯片可以用于光通信系统中的接收端，提高光信号的接收灵敏度和距离。

2.光电检测：由于其高灵敏度和低噪声特性，APD芯片可以用于光电检测领域，如激光测距、光谱分析等。

3.核医学：APD芯片可以用于核医学成像领域，如正电子发射断层成像（PET）等，提高图像的分辨率和灵敏度。

目录第一章APD光电二极管综合实验仪说明.......... 错误!未定义书签。

二、实验仪说明................................................................................. 错误!未定义书签。

1、电子电路部分结构分布............................ 错误!未定义书签。

2、光通路组件 ..................................... 错误!未定义书签。

第二章 APD光电二极管特性测试.............. 错误!未定义书签。

1、APD光电二极管暗电流测试........................ 错误!未定义书签。

2、APD光电二极管光电流测试........................ 错误!未定义书签。

3、APD光电二极管伏安特性.......................... 错误!未定义书签。

4、APD光电二极管雪崩电压测试...................... 错误!未定义书签。

5、APD光电二极管光照特性.......................... 错误!未定义书签。

6、APD光电二极管时间响应特性测试.................. 错误!未定义书签。

7、APD光电二极管光谱特性测试...................... 错误!未定义书签。

第一章 APD光电二极管综合实验仪说明一、产品介绍雪崩光电二极管的特点是高速响应性和放大功能。

雪崩光电二极管(APD)的基片材料可采用硅和锗等材料。

其结构是在n型基片上制作p层，然后在配置上p+层。

一般上部的电极制作成环状，这是考虑到能获得稳定的“雪崩”效应。

外来的光线通过薄的p+层，然后被p层吸收，从而产生了电子和空穴。

由于在p层上存在着105V/cm的电场，因此位于价带的电子被冲击离子化后，产生雪崩倍增效应，电子和空穴不断产生。

光电二极管的物理特性和应用研究光电二极管是一个重要的光电转换器件，可以将光信号转化为电信号或电信号转化为光信号。

光电二极管中的电子通过光激发来转换为电荷，形成电流输出。

光电二极管具有高响应速度、高灵敏度、小体积和低功耗等特点，是现代通信和光电领域中不可或缺的元器件之一。

光电二极管有两种类型：正向偏置和反向偏置。

正向偏置光电二极管可以输出直流电流信号，而反向偏置光电二极管则可以输出脉冲电信号。

正向偏置光电二极管是信号检测和面板照明的常见元件，而反向偏置光电二极管则主要应用于高速通信、雷达和光电计算机等领域。

在实际应用过程中，光电二极管的物理特性对其性能和应用有着很大的影响。

首先，光电二极管的响应速度是其最重要的特性之一。

它取决于光电二极管的结构和材料特性，以及光辐照的强度、波长和时间特性等。

响应速度越快，光电转换的效率越高，适用范围也就越广。

其次，光电二极管的灵敏度是另一个十分重要的特性。

它指的是单位光功率引起的单位电流输出。

灵敏度越高，表示光电转换的效率越高，对于光照弱的场合有着更好的应用价值。

因此，研究光电二极管的灵敏度特性对其性能优化和推广应用具有很大的意义。

除了物理特性之外，光电二极管的应用领域也非常广泛。

一般来说，光电二极管被广泛应用于通信、光信号检测、面板照明、安全监控和能源异构系统等领域。

例如，在通信应用中，光电二极管可以使用在调制解调器、激光器和接收器中。

此外，在单光子计数和霍尔效应测量中，也需要使用光电二极管。

在面板照明领域，光电二极管可以应用于暗场实验与调试、背光源、环境照明和光学检测中。

其中，背光源技术已经成为了当前液晶显示技术的主流之一。

光电二极管可以把电能转换为光能，为LCD平板显示设备提供高效节能的背光源。

在安全监控领域，光电二极管可以应用于白天和夜间视频监控，以及基于红外光的夜视和人脸识别。

由于光电二极管对红外辐射很敏感，因此常用于夜视和红外探测。

总体来说，光电二极管是一种功能强大的光电转换器件。

雪崩光电二极管（APD）1. 简介雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode，简称APD）是一种特殊类型的光电二极管，通过利用光电效应将光能转化为电能。

与常规光电二极管相比，APD具有更高的增益和更低的噪声特性，使其在光通信、光电探测、光谱分析等领域中被广泛应用。

本文将介绍雪崩光电二极管的工作原理、特性以及应用领域等内容。

2. 工作原理APD的工作原理基于光电效应和雪崩效应。

光电效应：当光照射到APD的光敏区域时，光子激发了其中的电子，使其获得足够的能量越过禁带，成为自由电子。

这些自由电子在电场的作用下会向电极方向移动，产生电流。

雪崩效应：在雪崩区域，APD的结构被特别设计，使电子在电场的加速下能获得更高的能量，足够激发带负电量的离子。

这些离子再次被电场加速，撞击晶体结构，从而释放出更多的电子，形成一次雪崩放大效应。

这样，通过雪崩效应，每个光子都可以导致多个电子的释放，从而使APD具有较高的增益。

3. 特性APD具有以下几个主要特性：3.1 增益APD具有极高的增益特性，通常在100倍到1000倍以上。

这使得APD能够检测非常弱的光信号，并提供更高的信号到噪声比。

高增益也意味着APD可以克服光电二极管的缺点，如光元件的电子热噪声和放大噪声。

3.2 噪声APD的噪声水平相对较低，主要由雪崩噪声和暗电流噪声构成。

雪崩噪声是由于雪崩效应引起的电荷起伏。

暗电流噪声是与温度相关的内部电流，可以通过降低工作温度来减少。

3.3 响应速度APD的响应速度较高，可以达到几百兆赫兹的范围。

这使得APD适合于高速通信和高频率测量应用。

3.4 饱和功率APD具有饱和功率的概念，也称为最大接收功率。

这是指当光强度超过一定阈值时，APD的增益将不再增加，并导致其输出信号畸变。

因此，在设计APD应用时，需要注意光功率的控制，以避免饱和和信号畸变。

4. 应用领域APD在以下领域中得到了广泛应用：4.1 光通信APD可以提供高增益和低噪声的特性，使其成为光通信系统中常用的接收器元件。

光电二极管特性参数的测量及原理应用1.响应时间的测量及原理应用：响应时间是光电二极管从接收到光信号到输出电流达到稳定状态所需的时间。

测量方法主要有脉冲法、步跳法和正弦法等。

脉冲法是通过给光电二极管加一个短脉冲光源，测量输出电流的上升时间和下降时间来确定响应时间。

步跳法是在连续光源作用下，逐步提高或降低光照强度，测量输出电流变化的时间来确定响应时间。

正弦法是通过给光电二极管加一个正弦光源，测量输出电流波形来确定响应时间。

响应时间的测量和研究可以用于优化光电二极管的响应速度，对于高速光通信和光测量等领域有重要应用。

2.光电流的测量及原理应用：光电流是光电二极管接收到光信号后产生的电流，可以通过电流表或电压表来测量。

测量时需要将光电二极管连接到电流表或电压表上，并将光源照射到光电二极管上。

光电流的大小和光源强度呈正比关系。

光电流的测量和研究可以用于光敏元件的特性评估和应用，比如光电转换器、光电探测器、光电放大器等。

3.光谱响应的测量及原理应用：光谱响应是指光电二极管在不同波长的光照下的响应情况。

测量光谱响应可以使用光谱仪或滤光片。

通过调节光源的波长和光强，测量光电二极管输出电流的变化，可以得到光谱响应曲线。

光谱响应的测量和研究可以用于分析光电二极管的光谱特性，优化光电二极管在不同波长范围内的应用，比如光通信、光谱分析等。

4.光敏度的测量及原理应用：光敏度是指光电二极管在单位光功率照射下产生的电流或电压。

光敏度的测量可以通过测量光电流和光功率来计算得到。

测量时，将光电二极管连接到电流表或电压表上，然后将光源照射到光电二极管上，测量输出电流和光功率，通过计算可以得到光敏度。

光敏度的测量和研究可以用于评估光电二极管的敏感程度和应用范围，比如光电转换器、光电探测器等。

综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用是了解和评价光电二极管性能的重要手段，对于光电器件的研究和应用具有重要意义。

通过测量和研究光电二极管的响应时间、光电流、光谱响应和光敏度等参数，可以优化光电二极管的性能和应用范围，推动光电技术的发展。

APD光电二极管实验仪实验指导书目录第一章APD光电二极管综合实验仪说明..................... - 2 -二、实验仪说明 (2)1、电子电路部分结构分布........................................ - 2 -2、光通路组件 ................................................. - 3 -第二章 APD光电二极管特性测试......................... - 4 -1、APD光电二极管暗电流测试.................................... - 6 -2、APD光电二极管光电流测试.................................... - 7 -3、APD光电二极管伏安特性...................................... - 7 -4、APD光电二极管雪崩电压测试.................................. - 7 -5、APD光电二极管光照特性...................................... - 8 -6、APD光电二极管时间响应特性测试.............................. - 8 -7、APD光电二极管光谱特性测试.................................. - 9 -第一章 APD光电二极管综合实验仪说明一、产品介绍雪崩光电二极管的特点是高速响应性和放大功能。

雪崩光电二极管(APD)的基片材料可采用硅和锗等材料。

其结构是在n型基片上制作p层，然后在配置上p+层。

一般上部的电极制作成环状，这是考虑到能获得稳定的“雪崩”效应。

外来的光线通过薄的p+层，然后被p层吸收，从而产生了电子和空穴。

由于在p层上存在着105V/cm的电场，因此位于价带的电子被冲击离子化后，产生雪崩倍增效应，电子和空穴不断产生。

光电二极管的特性及应用光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，是光电转换技术中的重要组成部分。

它具有许多独特的特性和广泛的应用，对于现代科技的发展起着重要的推动作用。

首先，光电二极管具有高灵敏度。

在光照条件下，光电二极管可以产生大量的电流。

这是因为当光照射到光电二极管的表面时，光子会激发半导体中的电子，使其跃迁到导带中，产生电流。

因此，光电二极管可以实现对光的高度敏感，可被广泛应用于光电测量、光电传感等领域。

其次，光电二极管具有快速响应的特性。

由于光电二极管中的载流子迁移速度较快，所以其响应速度也相对较高。

在应用中，光电二极管可以实时检测到光的变化，并迅速输出相应的电信号。

这使得光电二极管在通信、光功率检测等领域有广泛的应用。

另外，光电二极管具有宽波长范围的特性。

不同类型的光电二极管对不同波长的光都具有一定的响应能力。

例如，硅制的光电二极管对可见光和近红外光具有良好的响应，而铟铍镓制的光电二极管则对中红外光具有较高的敏感度。

这使得光电二极管在光谱分析、光学传感等领域有着广泛的应用前景。

除了以上的特性，光电二极管还具有小尺寸、稳定性好和耐冲击等优点。

由于其结构简单、体积小巧，因此可以方便地集成到各种光学仪器中。

而且，光电二极管的工作稳定性较好，能够长时间保持其性能。

此外，光电二极管的响应时间短，对于快速变化的光信号也能够准确检测。

这些特点使得光电二极管在医学检测、光学通信、遥感测量等领域广泛应用，极大地推动了相关技术的发展。

在光电二极管的应用中，光电检测是其中最重要的一项。

光电检测主要是通过光电二极管对光信号的响应来实现对物体特性的检测和测量。

例如，在工业生产中，利用光电二极管可以实现对产品尺寸、颜色等参数的检测，从而提高生产效率和质量。

在安防监控领域，光电二极管可用于人体和物体的检测，实现智能监控和报警系统。

此外，光电二极管还可以应用于光学相机、光电耦合器件、光通信设备等众多领域。

光电二极管的特性及应用无疑为现代科技的发展提供了强大的支持。

浅析APD光电二极管基本特性测试研究发表时间：2019-05-05T16:47:16.533Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：蔡智[导读] 摘要：APD光电二极管是在光探测研究中使用的一种重要的光伏探测器元件，在光电系统领域中有着举足轻重的地位，我国光电领域的科研人员对APD光电二极管的研究十分重视，如何对APD光电二极管的性能进行测试成为了科研人员需要攻破的首要难关。

（汉口学院光电信息科学与工程专业湖北省武汉市 430212）摘要：APD光电二极管是在光探测研究中使用的一种重要的光伏探测器元件，在光电系统领域中有着举足轻重的地位，我国光电领域的科研人员对APD光电二极管的研究十分重视，如何对APD光电二极管的性能进行测试成为了科研人员需要攻破的首要难关。

本文主要介绍的针对APD光电二极管的部分特性测试，主要包括暗电流、光电流的测试、APD光电二极管的电压特点、APD光电二极管的光照性能测试、APD光电二极管的达到什么条件会击穿的测试以及APD光电二极管的响应度与倍增因子情况的测试研究。

关键词：APD光电二极管；结构；特性；测试1.简析APD光电二极管的概念与优点1.1 APD光电二极管的定义Avalanche Photo Diode的中文译名为雪崩光电二极管，又称APD光电二极管，主要应用与光电工程领域，APD光电二极管的生产材料主要是半导体材料硅或锗为主，APD光电二极管被称为雪崩光电二极管的原因是因为在光探测中，在APD光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，测试的光被APD光电二极管中的P-N结构吸收后，形成的光电流在改变反向偏压后，会造成光电流成倍的激增的现象，因为视觉上形同“雪崩”，所以APD光电二极管又称为雪崩光电二极管。

1.2 APD光电二极管的优点普通的光电二极管在在光学反映中的性能测试中的性能较差，主要原因是普通光电二极管的灵敏度不高，对光电流的敏感性不强，APD光电二极管则是通过技术改良，增强了光电二极管的灵敏度，提高了对光电流的敏度，对我国光电领域的精密测量提供了技术前提。

华南理工大学硕士学位论文雪崩光电二极管APD的特性与单光子探测研究姓名：吕华申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：冯金垣;廖常俊20050510第三章雪崩光电二极管特性研究于。

‘６０Ｄ－，：ｅ０００００｛兰一图３．１６单光子计数器计数结果（ａ）单光子计数结果（ｂ）不同光强下的计数值和输入光功率的函数曲线Ｆｉｇ．３－１６Ｃｏｕｎｔｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｃｏｕｎｔｅｒ（ａ）Ｒｅｓｕｌｔｏｆｓｉｎｇｌｅｐｈｏｔｏｎｃｏｕｎｔｉｎｇ（ｂ）Ｃｏｕｎｔｖａｌｕｅｖｅｒｓｕｓｉｎｐｕｔｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒａｔｖａｒｉｅｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙ光子探测效率可以表示为玎。

：Ⅳ＾×１００％－，＿．２Ｌｓｒ３—２６）％２巴／＾ｙ。

ｌ式中地为有光时由光子产生的计数率，它是光子计数器上的计数值和计数时间（２０ｓ）的比值。

Ｐ。

为输入光功率，是矿为单光子能量。

这样平均光子数为／．ｔ＝Ｏ．１和ｕ＝Ｏ，０３时的光子探测效率分别可计算为ｌ，２９％和２．０９％。

在实验中暗计数率为３．１３Ｘ１０～／ｎｓ。

在以上的单光子计数实验中，我们利用ＥｐｉｔａｘｙＡＰＤ进行光探测，由光子数的泊松分布可知，在平均光子数Ⅳ＝０．１时，单光子概率已经大于９０％；在平均光子数／．ｔ＝Ｏ．０３时，单光子概率大于９７％，实验数据显示了单光子计数测量。

在今后的工作中，通过选用噪声性能好的管子，并采取一定的滤噪措施，使ＡＰＤ工作在最佳温度和最佳电压条件下，高性能的单光子探测是可以实现的。

实现单光子探测的基本要求是，一方面是对被探测的光子要有很高的响应灵敏度，另一方面是背景噪声要尽可能少。

提高响应灵敏度和降低噪声是两个可：相制约的因素。

在常规通信系统中，最佳信噪比是个好的选择。

响应灵敏度和暗电流都随工作电压增加而增加，但暗电流和背景噪声随工作电压上升更快。

所以，最佳信噪比的工作电压不是响应灵敏度最高的电压。

对于单光予探测，响应灵敏度是主要追求目标，是在获得最大可能的探测灵敏度的条件下设法降低暗电流和背景噪声。