概括
单光子雪崩二极管 (SPAD) 在光子集成电路中提供室温操作. 模拟显示了高光子检测效率 (PDE) 并确定了量子光子电路中暗计数率 (DCR) 减少的途径.
科学领域:
- 光子学和半导体设备物理学 物理
- 集成光学 集成光学 集成光学
- 量子技术就是量子技术.
背景情况:
- 单光子雪崩二极管 (SPAD) 被探索为CMOS兼容的,室温替代组合光子学低温探测器的室温替代品.
- 现有的探测器通常需要冷冷却,这限制了实际应用.
- 光子集成电路 (PIC) 为小型化和可扩展性提供了一个平台.
研究的目的:
- 为波导集成的SPADs开发和介绍一个全面的光电子多物理模拟框架.
- 在PIC中建立一个可扩展的设计技术协同优化 (DTCO) SPADs的方法.
- 确定性能提升的关键领域,特别是减少暗计数率 (DCR).
主要方法:
- 开发一个光电子多物理模拟框架.
- 基于imec的ipp50G技术的波导集成SPAD的建模.
- 模拟设备性能,包括光子检测效率 (PDE) 和暗计数率 (DCR).
主要成果:
- 模拟设备表明,在与SiN波导相结合时,600nm的峰值光子检测效率 (PDE) 超过75%的潜力.
- 模拟框架可以探索设计参数以优化性能.
- 确定了DCR减少的关键途径,对于实际量子光子应用至关重要.
结论:
- 开发的模拟框架为集成的SPAD提供了一个可扩展的DTCO方法.
- 使用当前技术可以实现高PDE,突出显示波导集成SPAD的潜力.
- 进一步优化,专注于DCR减速,对于在量子光子电路中推进SPAD集成至关重要.
