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单光子雪崩二极管选购指南:精准适配微弱光探测需求

更新时间:2026-01-23

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  单光子雪崩二极管(SPAD)作为工作在盖革模式的高灵敏度光电探测器,核心用于捕获单个光子信号并实现雪崩倍增,广泛适配激光雷达、量子通信、医学影像等领域。选购需聚焦核心性能参数、波段适配性、场景兼容性三大维度,规避性能误配、成本浪费等问题,精准匹配微弱光探测需求,以下为核心选购要点。
  1.核心性能参数是选购核心依据,直接决定探测精度。光子探测效率(PDE)需与目标波段匹配,硅基SPAD在可见光至近红外波段表现优异,某型号在1300-1550nm短波红外波段PDE可达30%以上,适配激光雷达远距离探测。暗计数率(DCR)需优先选择低数值型号,室温下260Hz级低DCR可减少噪声干扰,高过偏压场景需确认DCR抑制能力。时间特性方面,皮秒级响应速度适配超快探测需求,死时间需与应用频率匹配,避免信号漏检。
  2.单光子雪崩二极管波段与结构选型需贴合应用场景。短波长探测优先选硅基P-on-N结构SPAD,长波长及红外场景可选用Ge-on-Si型,其与CMOS工艺兼容性强,适合阵列集成。单点SPAD适配低集成度需求,阵列型适合激光雷达成像、3D传感等场景,需关注像素均匀性与击穿电压偏差。封装形式方面,金属、陶瓷封装适配工业恶劣环境,表面贴装型适合小型化设备集成。
  3.环境适应性与系统兼容性不可忽视。温度稳定性方面,SPAD增益随温度升高而降低,需确认是否具备温度补偿功能,室温工作型号可规避复杂制冷系统,降低集成成本。偏压特性需匹配驱动电路,过偏压设置直接影响DCR与PDE,建议选择击穿电压稳定、支持宽范围过偏压调节的型号。抗干扰能力需适配应用场景,强光环境需强化抗串扰设计,确保探测精度不受外部光干扰。
  4.单光子雪崩二极管成本与品质需综合权衡。科研场景(量子通信、极限灵敏度探测)可选择SNSPD,但需接受低温与高成本;激光雷达、消费电子等量产场景,硅基性价比更优,优先选择索尼、知芯半导体等技术成熟厂商产品。同时核查淬灭电路适配性,被动淬灭结构简单成本低,主动淬灭响应更快,需结合响应速度需求选择。遵循以上要点,可精准选出适配场景的SPAD,大化发挥微弱光探测性能优势。
 

 

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