用于太空应用的InGaAs/InP SPADs的辐射硬度特性和通过激光回火减少DCR

科学领域:

• 物理 物理学 物理
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 量子光学是一种量子光学.

背景情况:

• 单光子雪崩二极管 (SPAD) 对于量子通信和遥感至关重要.
• 太空应用需要电信兼容的近红外 (NIR) 探测器.
• 了解辐射效应对于设备在恶劣环境中的可靠性至关重要.

研究的目的:

• 为了研究质子辐射对InGaAs/InP SPAD性能的影响.
• 为了确定辐射硬度参数和可接受的移位损伤剂量 (DDD).
• 探索激光化作为减轻辐射损伤的策略.

主要方法:

• 实验性暴露InGaAs/InP SPADs在各种流量下对3 MeV质子进行了实验.
• 测量暗电流,故障电压和暗计数率.
• 用TRIM模拟来确定辐射硬度参数.
• 激光火实验,以评估损害减轻.

主要成果:

• 高流量 (>10^10质子/cm^2) 导致SPAD性能发生显著变化.
• 低流量 (<10^9质子/cm^2) 导致了轻微的性能变化.
• 激光火有效地降低了被辐射的SPAD中黑暗计数率.

结论:

• 在质子辐射下,InGaAs/InP SPAD 显示性能降低,其影响取决于流动性.
• 确定了质子辐射硬度参数,包括可接受的DDD.
• 激光回火显示出在低流量辐射后恢复SPAD性能的希望.
• 这些SPAD是基于卫星的量子通信节点的可行候选者.