| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 单光子探测器研究背景及意义 | 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 SPAD探测器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13-15页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第15页 |
| 1.2.3 发展趋势 | 第15-16页 |
| 1.3 本文创新点及主要研究内容 | 第16-17页 |
| 1.3.1 本文创新点 | 第16页 |
| 1.3.2 本文研究内容 | 第16-17页 |
| 1.4 论文的主要工作和章节安排 | 第17-18页 |
| 第2章 SPAD探测器像素单元的工作原理 | 第18-21页 |
| 2.1 盖革模式的原理 | 第18-19页 |
| 2.2 单光子雪崩二极管探测器的工作原理 | 第19-20页 |
| 2.3 单光子雪崩二极管探测器的成像过程 | 第20-21页 |
| 第3章 单光子雪崩光电二极管的物理基础 | 第21-30页 |
| 3.1 SPAD的性能参数 | 第21-24页 |
| 3.1.1 击穿电压 | 第21页 |
| 3.1.2 边缘效应 | 第21页 |
| 3.1.3 光子探测效率(PDE,PhotonDetectionEfficiency) | 第21-22页 |
| 3.1.4 暗计数率(DCR,DarkCountRate) | 第22-23页 |
| 3.1.5 后脉冲率 | 第23页 |
| 3.1.6 死时间 | 第23页 |
| 3.1.7 时间分辨率 | 第23-24页 |
| 3.1.8 串扰率 | 第24页 |
| 3.2 淬灭恢复电路 | 第24-28页 |
| 3.2.1 被动式淬灭恢复电路 | 第25-26页 |
| 3.2.2 主动式淬灭恢复电路 | 第26-27页 |
| 3.2.3 门控式淬灭恢复电路 | 第27-28页 |
| 3.3 计数电路 | 第28-29页 |
| 3.4 小结 | 第29-30页 |
| 第4章 单光子雪崩光电二极管的优化与设计 | 第30-52页 |
| 4.1 雪崩光电二极管器件的结构介绍 | 第30-34页 |
| 4.1.1 SPAD的台式型与平面型结构 | 第30-31页 |
| 4.1.2 SPAD的保护环结构 | 第31-32页 |
| 4.1.3 堆叠结型的SPAD结构 | 第32-34页 |
| 4.2 SPAD的结构设计 | 第34-35页 |
| 4.3 SPAD结构特性的仿真 | 第35-48页 |
| 4.3.1 SilvacoTCAD仿真软件的介绍 | 第35-36页 |
| 4.3.2 SPAD结构的仿真 | 第36-38页 |
| 4.3.3 SPAD结构的V—I特性仿真 | 第38-39页 |
| 4.3.4 SPAD的电场分布仿真 | 第39-40页 |
| 4.3.5 SPAD的碰撞产生率的仿真 | 第40-41页 |
| 4.3.6 SPAD的雪崩产生率的仿真 | 第41-43页 |
| 4.3.7 PDE的仿真和计算 | 第43-45页 |
| 4.3.8 DCR的仿真和计算 | 第45-48页 |
| 4.4 PDE性能的优化 | 第48-51页 |
| 4.4.1 PDE增强机制 | 第48-49页 |
| 4.4.2 仿真验证 | 第49-51页 |
| 4.5 小结 | 第51-52页 |
| 第5章 SPAD淬灭恢复电路的设计与仿真 | 第52-64页 |
| 5.1 SPAD等效电路模型 | 第52-56页 |
| 5.1.1 SPAD的简单等效电路 | 第52-53页 |
| 5.1.2 改进的SPAD等效电路模型 | 第53-56页 |
| 5.2 淬灭恢复电路的设计和仿真 | 第56-61页 |
| 5.2.1 主动式淬灭恢复电路的设计 | 第56-58页 |
| 5.2.2 延时电路的设计 | 第58-59页 |
| 5.2.3 淬灭恢复电路的整体设计 | 第59-61页 |
| 5.3 SPAD像素单元版图的设计 | 第61-63页 |
| 5.4 小结 | 第63-64页 |
| 第6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 |
| 致谢 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-72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72页 |
