施向东，赖晓艳

（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471009）

0 引言

信息技术自20世纪70年代以来发展迅速，电子光学技术与信息通信、物理等学科交汇融合，使得许多有价值的新技术蓬勃发展，光子计数成像检测技术就是其中之一[1]。光电探测器是光子计数成像检测技术中非常重要的一部分。现今，使用最广泛的光电探测器件主要为光电倍增管（photo multiplier tube，PMT）和雪崩光电二极管（Avalanche Photondiode，APD）[2]。其中APD 具有全固态结构，探测灵敏度高，在高增益状态下信噪比仍然可以保持良好，故而在光子计数成像检测领域被广泛使用。

APD 是一种具有内光电效应的光电探测器，拥有放大内部增益的功能，当APD 工作在反偏电压下时，反偏电压越高，器件内部耗尽层中的电场强度会变得越大，电流增益也会变得越高，故而APD 的灵敏度也就越高[3]。在工作过程中，当光子进入到APD 后，因发生光电效应，APD 内部将会产生电荷载流子，产生的光生载流子在电场加速下可获得充足的能量与原子晶格产生碰撞并产生电离效应，电离碰撞效应发生后，产生电子-空穴对，随后产生的“电子-空穴对”在APD 内部耗尽层的电场下被极速分离，进而重复产生新的电离碰撞效应，如此重复，从而触发载流子的雪崩效应，产生可观的雪崩电流[3]。APD 有线性和盖革两种工作模式，如图1所示。工作在盖革模式下的 APD（Geiger Mode-Avalanche Photondiode，Gm-APD）反偏电压高于雪崩电压，这时单光子就可触发APD 的雪崩效应并产生雪崩电流，具有极高的灵敏度。所以Gm-APD 在激光测距成像领域越来越受到重视。……