| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 引言 | 第8-9页 |
| 1.2 单光子探测和探测器 | 第9-10页 |
| 1.3 单光子探测器的国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.4 课题研究的主要内容 | 第12-14页 |
| 2 盖革模式下单光子雪崩二极管的工作原理和工作模式 | 第14-26页 |
| 2.1 盖革模式的原理 | 第14-15页 |
| 2.2 单光子雪崩二极管探测器的原理 | 第15-16页 |
| 2.3 SPAD 的特性参数 | 第16-20页 |
| 2.3.1 暗计数率 | 第16页 |
| 2.3.2 后脉冲率 | 第16-17页 |
| 2.3.3 光子探测效率 | 第17-18页 |
| 2.3.4 响应度 | 第18页 |
| 2.3.5 时间分辨率 | 第18-19页 |
| 2.3.6 带宽 | 第19-20页 |
| 2.4 SPAD 的淬灭与复位方式 | 第20-24页 |
| 2.4.1 无源淬灭 | 第20-22页 |
| 2.4.2 有源淬灭 | 第22-23页 |
| 2.4.3 门控模式淬灭 | 第23-24页 |
| 2.5 小结 | 第24-26页 |
| 3 CMOS 工艺的 SPAD 结构设计和仿真 | 第26-48页 |
| 3.1 常用的几种 CMOS 工艺的 SPAD 器件结构 | 第26-30页 |
| 3.2 CMOS 工艺的 SPAD 结构设计和实现 | 第30-35页 |
| 3.2.1 原理结构图的设计 | 第30-31页 |
| 3.2.2 仿真软件 Silvaco 的介绍 | 第31页 |
| 3.2.3 用 Atlas 实现原理结构图的设计 | 第31-35页 |
| 3.3 SPAD 器件的仿真与优化 | 第35-47页 |
| 3.3.1 雪崩击穿原理和仿真 | 第35-39页 |
| 3.3.2 电场强度和碰撞产生率仿真 | 第39-41页 |
| 3.3.3 盖革模式下的暗电流和光电流仿真 | 第41-43页 |
| 3.3.4 SPAD 的盖革模式和雪崩产生率仿真 | 第43-45页 |
| 3.3.5 相同电压下的波长与光电流关系仿真 | 第45-47页 |
| 3.4 小结 | 第47-48页 |
| 4 单光子雪崩二极管的淬灭复位电路 | 第48-64页 |
| 4.1 淬灭电路的介绍 | 第48-51页 |
| 4.1.1 CMOS 工艺的无源淬灭像元 | 第48-49页 |
| 4.1.2 CMOS 工艺的有源淬灭像元 | 第49-51页 |
| 4.2 单光子雪崩二极管的 Spice 模型和仿真 | 第51-59页 |
| 4.2.1 SPAD 的 Spice 模型 | 第51-55页 |
| 4.2.2 Spice 模型的仿真 | 第55-59页 |
| 4.3 淬灭电路的设计和仿真 | 第59-61页 |
| 4.4 版图的绘制 | 第61-62页 |
| 4.5 小结 | 第62-64页 |
| 5 论文总结 | 第64-66页 |
| 致谢 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-74页 |
| 附录 | 第74页 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 | 第74页 |
