微弱光信号探测APD处理电路设计

雪崩光电二极管(APD)具备微弱光信号探测性能,其相关处理电路的设计直接关乎APD探测能力的大小。分析了APD光电探测器工作原理、自身特性及外界影响因素,研究了APD工作电路的组成与最佳工作电路的设计问题。后期信号处理阶段,设计了APD信号放大处理电路,满足了低噪声、带宽匹配,微弱信号放大的要求。在APD微弱光信号探测领域具有一定的意义。     

基于4元APD阵列的激光测距技术研究

提出了一种基于盖革模式(Geiger mode)下雪崩二极管(APD)阵列作为接收器件的激光测距新技术.盖革模式下的APD阵列具有单光子探测能力,能够对微弱的激光回波信号实现探测,并能够实现高精度的起始点判别,从而准确地确定激光飞行时间,最终计算出目标距离.实验结果证明相比传统的测距技术,新的测距技术可以实现低激光发射功率下的高精度,远距离测距,为激光测距技术的发展提供了一条新思路.     

Anti-phase domain-free growth of GaAs on offcut (001) Ge wafers by molecular beam epitaxy with suppressed Ge outdiffusion

The nucleation and growth of GaAs films on offcut (001) Ge wafers by solid source molecular beam epitaxy (MBE) is investigated, with the objective of establishing nucleation conditions which reproducibly yield GaAs films which are free of antiphase domains (APDs) and which have suppressed Ge outdiffusion into the GaAs layer. The nucleation process is monitored by in-situ reflection high energy electron diffraction and Auger electron spectroscopy. Several nucleation variables are studied, including the state of the initial Ge surface (single-domain 2×1 or mixed-domain 2×1:1×2), the initial prelayer (As, Ga, or mixed), and the initial GaAs growth temperature (350 or 500°C). Conditions are identified which simultaneously produce APD-free GaAs layers several microns in thickness on Ge wafers with undetectable Ge outdiffusion and with surface roughness equivalent to that of GaAs/GaAs homoepitaxy. APD-free material is obtained using either As or Ga nucleation layers, with the GaAs domain dependent upon the initial exposure chemical species. Key growth steps for APD-free GaAs/Ge growth by solid source MBE include an epitaxial Ge buffer deposited in the MBE chamber to bury carbon contamination from the underlying Ge wafer, an anneal of the Ge buffer at 640°C to generate a predominantly double atomic-height stepped surface, and nucleation of GaAs growth by a ten monolayer migration enhanced epitaxy step initiated with either pure As or Ga. We identify this last step as being responsible for blocking Ge outdiffusion to below 10¹⁵ cm⁻³ within 0.5 microns of the GaAs/Ge interface.     

背景辐射功率对星载激光高度计信噪比的影响研究

嫦娥一号卫星的有效载荷激光高度计通过测量发射与接收信号之间的时间间隔,获得星-月距离数据.本文分析了背景辐射功率、倍增因子与激光高度计最佳信噪比之间的关系,并利用积分球进行了不同背景辐射功率下的信噪比试验,验证了背景辐射功率以及雪崩二极管倍增因子对接收系统信噪比的影响.结果表明,在不同的背景辐射功率条件下,存在不同的最佳倍增因子,使接收系统获得最大信噪比.     

一种任意APD分布伪随机噪声的生成方法

该文提出一种采用直接数字频率合成(DDS)技术产生符合任意APD分布的伪随机噪声信号的方法,其核心在于如何产生基带样值序列的数值处理方法.     

基于点阵照明的APD阵列外差激光雷达外差效率的提高

当前研制的快速成像无扫描激光雷达系统由于激光器功率和信号损耗的限制,遇到了无法增大作用距离的瓶颈。结合光外差体制和APD阵列探测器设计的APD阵列外差探测激光雷达系统可以有效地解决这个问题。鉴于光学系统的外差效率能够直接影响外差激光雷达的性能,因此照明方式的设计是该套激光雷达系统的一个关键。经过分析,传统的直接扩束照明模式下系统的平均外差效率仅为10-5量级,远无法打到使用要求;因此提出了采用改进的点阵照明,并采用在阵列探测器前置微透镜阵列实现匹配接收的方式来解决这一问题。计算结果显示,经过优化后的点阵照明模式下的系统外差效率可达0.82,进而证明了采用点阵照明设计的APD阵列外差激光雷达系统的性能可以达到实用要求,为进一步开展APD阵列外差激光雷达的研究工作奠定了理论基础。     

基于APD阵列的PET探测器模块电子学

APD阵列γ光子探测器的诸多优点使多特别适用于PET成像技术，根据APD器件本身的特点以及PET系统对探测器模块信号读出的要求，在介绍APD实验模块前端电路的设计和性能测试以后，详细讨论了APD模块电子学的整体设计。     

APD应用于电磁兼容的测试方法和限值

幅度概率分布（APD）测试方法已经由CISPR（国际无线电干扰委员会）提出作为一种测试电子设备发射电磁骚扰的方法].介绍了APD测试的定义及其优点,APD限值的来源和分类.给出了Rohde＆Schwarz（R＆S）公司APD的技术实现,APD测试的过程及举例.并就APD测试在EMC中的意义和应用进行了说明.     

可变功能机械基于APD网络模型的变更传播过程分析

变更设计是实现可变功能机械再设计的1个重要方法。为研究可变功能机械再设计中变更传播的过程,提出变更传播路径和变更风险分析的方法。从可变功能机械产品概念设计角度出发,建立可变功能机械产品开发(Adapt-function mechanical Product Development,APD)网络模型,根据传播类型提出传播链和传播网的概念,描述变更在APD网络中的传播路径。通过分析节点之间的依赖程度和节点对变更传播的吸收能力,可以确定变更传播在APD网络中的可能路径,并基于此进行变更风险值的计算,预测不同变更设计方案给产品带来的风险,供设计人员在可变功能机械变更设计中选择合理的设计方案。最后,以可变功能电动剃须刀的变更设计为例,验证该变更传播过程分析方法的可行性。     

微流控芯片光学检测系统集成化新进展

微流控芯片是微全分析系统(μTAS)中当前最活跃的领域和发展前沿。目前人们在微流控芯片的研究中已经取得了很大的进展,研制出了多种微型化、集成化的芯片。相比之下,与微流控芯片配套的高灵敏度微型光学检测系统的研制却相对落后。介绍了分别基于CMOS、垂直腔面发射激光器(VCSEL)和微型雪崩光电二极管(μAPD)来实现光学检测系统与微流控芯片集成化的方法。