Jednofotonové lavinové detektory a jejich charakterizace

Jan GRYGAR

Bakalářská práce

Design and characterization of single-photon avalanche diodes

Anotace:

V práci se zabývám charakterizací jednofotonových lavinových diod v Geigerově módu. Pro pět komerčně dostupných detektorů od tří výrobců jsem vyhodnotil temné impulzy, časovou neurčitost, relativní dobu odezvy, zotavovací dobu, afterpulzy a afterpulzy druhého řádu. Právě studium afterpulzů představovalo jeden z hlavních cílů práce. K tomuto účelu jsem navrhl metodu umožňující odečíst zmíněné parametry. Podle zvolené konfigurace mohu měřit časovou odezvu detektoru na pulzní a kontinuální optický signál. Experimentální část práce popisuje navržené experimentální uspořádání a diskutuje náročnost metody. Dále jsem porovnal získané parametry s parametry udávanými výrobcem. Výsledkem mé práce je metoda, jak charakterizovat a vyhodnotit parametry detektoru. Tyto poznatky využiji v další práci k sestrojení jednofotonového detektoru vlastní konstrukce a určení jeho parametrů.

Abstract:

In my Thesis, I study properties of single-photon avalanche photodiodes (SPADs) operating in Geiger mode. I characterize parameters of five commercial SPADs detectors. These are dark count rate, recovery time, afterpulses, and second-order afterpulses. I developed an experimental setup with two possible configurations. The first one is the full time-domain characterization of the detector where time-resolved measurement and pulsed optical signal are used. The second configuration also utilizes time-resolved measurement while the optical probe signal is continuous. From the measurements, I evaluate the parameters and I compare them with values given by the manufacturers. However, the main result of my work is the experimental test bed and the methods for detector characterization. I will use this know-how in the future work to characterize and optimize custom-built single-photon detectors.

Klíčová slova

Jednofotonová lavinová fotodioda (SPAD), Geigerův mód, temné impulzy, zotavovací doba, afterpulzy, afterpulzy druhého řádu.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Miroslav Ježek, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Optika a optoelektronika