論文の概要: InGaAs/InP single-photon detectors with 60% detection efficiency at 1550
nm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.06792v1
- Date: Tue, 14 Jul 2020 03:28:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-10 02:17:22.831040
- Title: InGaAs/InP single-photon detectors with 60% detection efficiency at 1550
nm
- Title（参考訳）: 60%検出効率1550nmのInGaAs/InP単光子検出器
- Authors: Yu-Qiang Fang, Wei Chen, Tian-Hong Ao, Cong Liu, Li Wang, Xin-Jiang
Gao, Jun Zhang, Jian-Wei Pan
- Abstract要約: InGaAs/InP単光子検出器(SPD)は近赤外光子計数に広く用いられている。
本稿では、1550nmのPDEで高周波ゲーティングInGaAs/InP SPDを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.989748107410705
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: InGaAs/InP single-photon detectors (SPDs) are widely used for near-infrared
photon counting in practical applications. Photon detection efficiency (PDE) is
one of the most important parameters for SPD characterization, and therefore
increasing PDE consistently plays a central role in both industrial development
and academic research. Here we present the implementation of high-frequency
gating InGaAs/InP SPD with a PDE as high as 60% at 1550 nm. On one hand, we
optimize the structure design and device fabrication of InGaAs/InP
single-photon avalanche diode with an additional dielectric-metal reflection
layer to relatively increase the absorption efficiency of incident photons by ~
20%. On the other hand, we develop a monolithic readout circuit of weak
avalanche extraction to minimize the parasitic capacitance for the suppression
of the afterpulsing effect. With 1.25 GHz sine wave gating and optimized gate
amplitude and operation temperature, the SPD is characterized to reach a PDE of
60% with a dark count rate (DCR) of 340 kcps. For practical use, given 3 kcps
DCR as a reference the PDE reaches ~ 40% PDE with an afterpulse probability of
5.5%, which can significantly improve the performance for the near-infrared SPD
based applications.
- Abstract（参考訳）: InGaAs/InP単光子検出器(SPD)は近赤外光子計数に広く用いられている。
光子検出効率(PDE)は、SPDのキャラクタリゼーションにおいて最も重要なパラメータの1つであり、PDEの増加は、産業開発と学術研究において一貫して中心的な役割を果たす。
本稿では,1550nmにおいて,pdeを60%まで高めた高周波ゲイティングingaas/inp spdの実装について述べる。
一方,ingaas/inp単光子アバランシェダイオードの誘電金属反射層を付加した構造設計とデバイス製造を最適化し,入射光子の吸収効率を20%程度向上させた。
一方,アフターパルス効果抑制のための寄生容量を最小化するために,弱い雪崩抽出のためのモノリシックリードアウト回路を開発した。
1.25GHzの正弦波ゲーティングと最適化ゲート振幅と動作温度により、SPDは340kcpsの暗カウントレート(DCR)で60%のPDEに達する。
3kcpsのDCRを基準として、PDEは5.5%の余パルス確率で40% PDEに達し、近赤外線SPDベースのアプリケーションの性能を大幅に向上させることができる。
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