| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第13-16页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14-15页 |
| 1.2.3 发展趋势 | 第15-16页 |
| 1.3 创新点及主要研究内容 | 第16-18页 |
| 1.3.1 创新点 | 第16页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第16-18页 |
| 第二章 SPAD探测器像素单元的工作原理 | 第18-20页 |
| 2.1 单光子雪崩二极管探测器的工作原理和过程 | 第18-19页 |
| 2.2 主要工作和章节安排 | 第19-20页 |
| 第三章 单光子雪崩光电二极管的探测基础 | 第20-30页 |
| 3.1 单光子雪崩光电二极管的工作原理 | 第20-22页 |
| 3.2 SPAD的性能参数 | 第22-24页 |
| 3.2.1 光子探测效率（PDE） | 第22页 |
| 3.2.2 边缘效应 | 第22页 |
| 3.2.3 死时间 | 第22页 |
| 3.2.4 暗计数率 | 第22-23页 |
| 3.2.5 后脉冲率 | 第23页 |
| 3.2.6 时间分辨率 | 第23-24页 |
| 3.2.7 串扰率 | 第24页 |
| 3.3 SPAD的淬灭模式 | 第24-29页 |
| 3.3.1 无源淬灭模式 | 第25-26页 |
| 3.3.2 有源淬灭模式 | 第26-27页 |
| 3.3.3 门控淬灭模式 | 第27-29页 |
| 3.4 小结 | 第29-30页 |
| 第四章 单光子雪崩光电二极管的设计与仿真 | 第30-48页 |
| 4.1 雪崩光电二极管器件的结构介绍 | 第30-33页 |
| 4.1.1 SPAD结构的介绍 | 第30-32页 |
| 4.1.2 平面型SPAD保护环的结构 | 第32-33页 |
| 4.2 SPAD的结构设计 | 第33-34页 |
| 4.3 SPAD结构特性的仿真 | 第34-43页 |
| 4.3.1 Silvoca TCAD仿真软件的介绍 | 第34-35页 |
| 4.3.2 SPAD结构的仿真 | 第35-37页 |
| 4.3.3 SPAD结构的V—I特性仿真 | 第37页 |
| 4.3.4 SPAD的电场分布仿真 | 第37-39页 |
| 4.3.5 SPAD的碰撞产生率的仿真 | 第39-40页 |
| 4.3.6 SPAD的雪崩产生率的仿真 | 第40-41页 |
| 4.3.7 光电流仿真 | 第41页 |
| 4.3.8 量子效率仿真 | 第41-42页 |
| 4.3.9 波长响应的仿真 | 第42-43页 |
| 4.4 设计的SPAD结构与其它SPAD结构的比较 | 第43-47页 |
| 4.4.1 理论论证 | 第43-44页 |
| 4.4.2 仿真验证 | 第44-47页 |
| 4.5 小结 | 第47-48页 |
| 第五章 SPAD淬灭恢复电路的设计与仿真 | 第48-64页 |
| 5.1 SPAD淬灭恢复电路的介绍与选择 | 第48-50页 |
| 5.1.1 SPAD的无源淬灭恢复像素单元 | 第48-49页 |
| 5.1.2 SPAD的有源淬灭恢复像素单元 | 第49-50页 |
| 5.2 有源淬灭恢复电路设计 | 第50-59页 |
| 5.2.1 SPAD电路等效模型的优化 | 第50-53页 |
| 5.2.2 淬灭恢复电路的设计 | 第53-56页 |
| 5.2.3 延迟电路的设计 | 第56-59页 |
| 5.3 SPAD有源淬灭像素单元电路的仿真 | 第59-60页 |
| 5.3.1 Cadence仿真软件的介绍 | 第59页 |
| 5.3.2 SPAD像素单元原理图的仿真 | 第59-60页 |
| 5.4 SPAD像素单元版图的设计 | 第60-63页 |
| 5.4.1 Tanner L-Edit软件的简介 | 第61页 |
| 5.4.2 SPAD像素单元电路版图的绘制 | 第61-63页 |
| 5.5 小结 | 第63-64页 |
| 第六章 总结与展望 | 第64-66页 |
| 6.1 总结 | 第64-65页 |
| 6.2 展望 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-70页 |
| 附录：作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 | 第70页 |