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單光子探測器達到了光電探測的極限靈敏度，InP/InGaAs 短波紅外單光子探測器 (SPAD) 是目前制備技術(shù)較為成熟且獲得廣泛應用的單光子探測器。通過(guò)半導體熱電制冷 (TEC) 即可達到其工作溫度 (?40 ℃ 左右)，具有體積小、成本低，方便安裝和攜帶的應用優(yōu)勢；另外，基于常規半導體二極管的芯片制造工藝很容易實(shí)現大面陣單光子陣列，除了探測微弱信號，還具備三維數字成像功能。國外包括美國、瑞士、意大利、韓國、日本等對InP/InGaAs SPAD進(jìn)行了長(cháng)期持續的研究，目前已研制出單管的貨架產(chǎn)品，性能還在不斷地優(yōu)化和改進(jìn)之中。國外研制的單光子探測器陣列獲得了清晰的三維成像效果，并廣泛應用于激光雷達三維成像、遠距離目標探測、激光通信等領(lǐng)域。國內包括重慶光電技術(shù)研究所、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理所、西南技術(shù)物理研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、云南大學(xué)等對InP/InGaAs SPAD芯片進(jìn)行了器件設計和器件制備研究，目前單管芯片已經(jīng)達到與國外報道相當的性能。國內單光子探測器陣列的研究獲得了一定的進(jìn)展，但芯片規模和器件性能有待進(jìn)一步提升。

近10年國內外研究團隊通過(guò)優(yōu)化器件結構、制備工藝以及雪崩信號提取電路顯著(zhù)提高了 InP/InGaAs SPAD的性能，高探測效率、低暗計數率、室溫InP/InGaAs短波紅外單光子探測器獲得快速發(fā)展。提高工作溫度到室溫或零度以上，是降低后脈沖的一個(gè)有效解決途徑，同時(shí)可顯著(zhù)減小封裝體積、降低成本。具有更小溫度系數、帶隙更寬且與吸收層 InGaAs晶格匹配InGaAs/In0.52Al0.48As SPAD，其探測效率、暗計數率目前不如 InP/InGaAs SPAD，需要進(jìn)一步改進(jìn)提高。隨著(zhù)對三維成像的巨大發(fā)展需求，單光子焦平面陣列在規格和性能方面的提升是目前單光子探測器研究的一個(gè)重要工作。利用InAlAsSb合金材料制備的雪崩光電二極管顯示了較高的量子效率和穩定的雪崩增益，有望應用于高性能短波紅外單光子探測器制備。

量子器件研究課題組依托于云南省量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室、云南大學(xué)物理與天文學(xué)院，團隊主要針對InP/InGaAs單光子探測器的自主優(yōu)化設計、器件研制、性能測試分析和實(shí)際應用開(kāi)展系統的研究工作，同時(shí)進(jìn)行新材料、新結構、新機理紅外單光子探測器的研究。