KR101672509B1 - 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자 - Google Patents

단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101672509B1
KR101672509B1 KR1020150079807A KR20150079807A KR101672509B1 KR 101672509 B1 KR101672509 B1 KR 101672509B1 KR 1020150079807 A KR1020150079807 A KR 1020150079807A KR 20150079807 A KR20150079807 A KR 20150079807A KR 101672509 B1 KR101672509 B1 KR 101672509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
apd
signal
output
semiconductor junction
semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020150079807A
Other languages
English (en)
Inventor
박철우
조석범
Original Assignee
에스케이텔레콤 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이텔레콤 주식회사 filed Critical 에스케이텔레콤 주식회사
Priority to KR1020150079807A priority Critical patent/KR101672509B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101672509B1 publication Critical patent/KR101672509B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/107—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier working in avalanche mode, e.g. avalanche photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

본 발명은, 정전용량성 응답(Capacitive Response) 신호를 최적으로 완벽하게 제거하고 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호를 오류 없이 효율적으로 검출할 수 있는 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자를 개시한다.

Description

단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자{SINGLE PHOTON DETECTION DEVICE AND PHOTODETECTOR USING BY THE SINGLE PHOTON DETECTION DEVICE}
본 발명은 단일광자검출장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정전용량성 응답(Capacitive Response) 신호를 최적으로 제거함으로써 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호(Avalanche Signal)를 효율적으로 검출할 수 있는 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자에 관한 것이다.
양자 암호 통신을 비롯한 정보 통신 기술의 발달과 함께 단일 광자 수준의 미약한 광 신호를 검출하는 기술의 중요성이 증가하고 있다.
특히, 1.3 ㎛ 내지 1.5 ㎛와 같은 통신 파장대역에서 이용되고, 단일 광자 와 같이 세기가 미약한 광 신호를 검출할 수 있는 단일 광자 검출장치(Single Photon Detector)에서는, 수광소자로서 InGaAs/InP 타입의 아발란치 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)가 주로 이용된다.
APD를 이용하는 단일 광자 검출장치에서는, 광자의 입력(수신)에 의해 전자-정공 쌍(Electron-hole Pair)이 발생하는 경우, 전자-정공의 수가 증폭되는 아발란치(전자사태) 현상으로 인해 전기적인 광 신호 즉 아발란치 신호가 발생되고, 이러한 아발란치 신호의 발생 유무로써 광자의 입력(수신) 여부를 판별한다.
이러한 단일 광자 검출장치, 특히 APD가 게이티드 가이거 모드(Gated Geiger Mode)로 동작 되는 단일 광자 검출장치에서는, 아발란치 현상의 발생 과정에서 생성된 전하 캐리어들(Charge Carriers) 중의 일부는 즉시 소멸되지 않는다.
이에, 완전히 소멸되지 않은 전하 캐리어들은 APD 내부에 남아 있게 되고, 완전히 소멸되지 않고 APD 내부에 남아 있는 전하 캐리어들은 다음 게이트 신호가 APD에 인가될 때 아발란치를 발생시킨다. 이러한 현상을 애프터 펄스 노이즈 효과라고 한다.
이러한 애프터 펄스 효과의 발생 확률은, 아발란치 현상의 발생 과정에서 생성된 전하 캐리어 수가 많을수록, 즉 아발란치 신호가 클수록 높아진다. 따라서, 애프터 펄스 효과에 의한 광자 검출의 오류를 줄이기 위해서는 APD로 입력되는 광자에 의해 발생하는 아발란치 신호 크기가 작은 환경에서 APD를 동작시키는 것이 중요하다.
한편, APD를 게이티드 가이거 모드로 동작시키기 위해서 게이트 신호를 인가하면, APD 고유의 정전용량성 응답(Capacitive Response)이 발생하며, 이 정전용량성 응답 신호는 아발란치 신호의 백그라운드(Back Ground) 신호로 작용한다.
따라서, APD에 광자가 입력되어 아발란치가 발생하는 경우, APD 출력은 백그라운드 신호인 정전용량성 응답 신호 및 아발란치 신호가 합쳐진 신호가 된다. 따라서, 단일 광자 검출장치에서는, 광자가 입력(수신)됨에 따른 아발란치의 발생 여부를 판별하기 위해, 정전용량성 응답의 최대 진폭보다 높게 설정된 문턱값(Threshold Level)을 갖게 된다.
결국, APD가 게이티드 가이거 모드로 동작 되는 단일 광자 검출장치에서는, APD에서 발생되는 아발란치 신호가 미약한 경우 APD의 정전용량성 응답 신호에 묻히게 되어, 아발란치 신호 만을 획득(검출)하는데 어려움이 있다.
이에, 단일 광자 검출장치에서 정전용량성 응답 신호를 줄이고 아발란치 신호를 획득(검출)하기 위해, 지금까지 다양한 기술들이 제안되었지만, 이러한 기존의 기술들은 광자 검출속도(Photon Count Rate) 측면 및/또는 회로구성의 복잡도 측면에서 한계를 갖는다는 단점이 있었다.
이에 본 발명에서는, 기존의 기술들이 가지고 있던 단점에서 자유로우면서, 정전용량성 응답 신호를 최적으로 제거하고 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 정전용량성 응답(Capacitive Response) 신호를 최적으로 제거함으로써 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호(Avalanche Signal)를 효율적으로 검출할 수 있는 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 단일광자검출장치는, 하나의 입력단과 2 이상의 출력단을 갖고, 광자 수신 시 상기 광자에 따른 전기신호를 상기 2 이상의 출력단 중 특정 출력단으로만 출력하는 수광소자; 상기 수광소자의 2 이상의 출력단으로부터 출력되는 2 이상의 신호를 차동 증폭시켜, 상기 2 이상의 신호에서 상기 전기신호 외의 다른 신호를 제거하는 차동증폭부; 및 상기 차동증폭부에서 출력되는 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 판별하는 판별부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 다른 신호는, 반도체특성에 따라 상이하게 출력되는 정전용량성 응답 신호이며, 상기 수광소자는, 상기 입력단 및 상기 2 이상의 출력단 각각 사이의 각 반도체특성이 상호 동일할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수광소자는, 상기 입력단 및 상기 2 이상의 출력단 각각 사이를 하나의 반도체접합구조로부터 구분된 각 구분 반도체접합구조로 연결하는 구조를 가져, 상기 입력단 및 상기 2 이상의 출력단 각각 사이의 각 반도체특성이 상호 동일할 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 구분 반도체접합구조는, 상기 하나의 반도체접합구조로부터 절연체에 의해 구분되거나, 또는 이격공간에 의해 구분될 수 있다.
바람직하게는, 상기 입력단 및 상기 특정 출력단 사이를 연결하는 구분 반도체접합구조에만, 상기 광자가 수신될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 수광소자는, 하나의 입력단; 2 이상의 출력단; 및 상호 동일한 반도체특성을 갖고, 상기 입력단 및 상기 2 이상의 출력단 사이를 각각 연결하는 2 이상의 구분 반도체접합구조를 포함하며; 상기 입력단 및 상기 2 이상의 출력단 중 특정 출력단 사이를 연결하는 구분 반도체접합구조에 광자가 수신되면, 상기 특정 출력단에서는 상기 광자에 따른 전기신호 및 상기 반도체특성에 따른 정전용량성 응답 신호가 출력되고, 상기 2 이상의 출력단 중 상기 특정 출력단을 제외한 나머지의 출력단에서는 상기 반도체특성에 따른 정전용량성 응답 신호가 출력된다.
바람직하게는, 상기 2 이상의 구분 반도체접합구조는, 상기 반도체특성을 갖는 하나의 반도체접합구조로부터 절연체 또는 이격공간에 의해 구분된 구조일 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자에 의하면, 정전용량성 응답(Capacitive Response) 신호를 최적으로 제거함으로써 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호(Avalanche Signal)를 효율적으로 검출할 수 있는 효과를 도출한다.
도 1은 기존의 단일광자검출장치를 보여주는 회로구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일광자검출장치를 보여주는 회로구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수광소자의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일광자검출장치에서 정전용량성 응답 신호가 제거되고 아발란치 신호가 획득(검출)되는 예를 보여주는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은, 단일 광자 수준의 미약한 광 신호를 검출하는 기술에 관한 것으로, 특히 광 신호를 획득(검출)하기 위한 수광소자로서 아발란치 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)를 채용하는 단일광자검출장치와 관련된다.
본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하여 기존의 단일광자검출장치에 대해 간단히 설명하겠다.
APD를 이용하는 단일광자검출장치에서는, 광자의 입력(수신)에 의해 전자-정공 쌍(Electron-hole Pair)이 발생하는 경우, 전자-정공의 수가 증폭되는 아발란치(전자사태) 현상으로 인해 전기적인 광 신호 즉 아발란치 신호가 발생되고, 이러한 아발란치 신호의 발생 유무로써 광자의 입력(수신) 여부를 판별한다.
이러한 단일광자검출장치, 특히 APD가 게이티드 가이거 모드(Gated Geiger Mode)로 동작 되는 단일광자검출장치에서는, 아발란치 현상의 발생 과정에서 생성된 전하 캐리어들(Charge Carriers) 중의 일부는 즉시 소멸되지 않는다.
이에, 완전히 소멸되지 않은 전하 캐리어들은 APD 내부에 남아 있게 되고, 완전히 소멸되지 않고 APD 내부에 남아 있는 전하 캐리어들은 다음 게이트 신호가 APD에 인가될 때 아발란치를 발생시킨다. 이러한 현상을 애프터 펄스 노이즈 효과라고 한다.
이러한 애프터 펄스 효과의 발생 확률은, 아발란치 현상의 발생 과정에서 생성된 전하 캐리어 수가 많을수록, 즉 아발란치 신호가 클수록 높아진다. 따라서, 애프터 펄스 효과에 의한 광자 검출의 오류를 줄이기 위해서는 APD로 입력되는 광자에 의해 발생하는 아발란치 신호 크기가 작은 환경에서 APD를 동작시키는 것이 중요하다.
한편, APD를 게이티드 가이거 모드로 동작시키기 위해서 게이트 신호를 인가하면, APD 고유의 정전용량성 응답(Capacitive Response)이 발생하며, 이 정전용량성 응답 신호는 아발란치 신호의 백그라운드(Back Ground) 신호로 작용한다.
따라서, APD에 광자가 입력되어 아발란치가 발생하는 경우, APD 출력은 백그라운드 신호인 정전용량성 응답 신호 및 아발란치 신호가 합쳐진 신호가 된다. 따라서, 단일 광자 검출장치에서는, 광자가 입력(수신)됨에 따른 아발란치의 발생 여부를 판별하기 위해, 정전용량성 응답의 최대 진폭보다 높게 설정된 문턱값(Threshold Level)을 갖게 된다.
결국, APD가 게이티드 가이거 모드로 동작 되는 단일 광자 검출장치에서는, APD에서 발생되는 아발란치 신호가 미약한 경우 APD의 정전용량성 응답 신호에 묻히게 되어, 아발란치 신호 만을 획득(검출)하는데 어려움이 있다.
이에, 기존에는 단일광자검출장치에서 정전용량성 응답 신호를 줄이고 아발란치 신호를 획득(검출)하기 위해 다양한 기술들이 제안되었으며, 이러한 기존의 기술로는, 크게 APD 내부에 소멸되지 않고 남아 있는 전하 캐리어들이 소멸되기에 충분한 데드 타임(Dead Time)을 설정하는 방식, 2개의 APD를 병렬로 연결하고 한쪽 APD에만 광자를 입력하여 양 APD의 출력을 차동 증폭함으로써 정전용량성 응답 신호를 제거하는 방식이 있다.
충분한 데드 타임을 설정하는 기존의 방식은, APD에 아발란치가 발생된 후, APD에 다음 게이트 신호를 인가하지 않고 대기하는 시간 즉 데드 타임을 APD 내부에 남아 있는 전하 캐리어들이 소멸되기까지 충분히 길게 설정하는 방식이다. 따라서, 이러한 기존의 방식은, 광자 검출속도(Photon Count Rate) 측면에서 무시할 수 없는 한계를 갖는 단점이 있다.
한편, 병렬로 연결한 양 APD의 출력을 차동 증폭하는 기존의 방식은, 충분한 데드 타임을 설정하는 기존의 방식에 비해 본 발명과의 연관성이 높으므로, 도 1을 참조하여 조금 더 상세히 설명하도록 하겠다.
도 1에 도시된 바와 같이 기존의 단일광자검출장치는, 게이트신호 발생부(110), 병렬로 연결된 2개의 아발란치 포토 다이오드(APD1, APD2), 차동증폭부(130) 및 판별부(140)를 포함한다.
게이트신호 발생부(110)는, 단일광자검출장치에 채용된 APD1, APD2을 게이티드 가이거 모드로 동작시키기 위해 펄스 형태의 게이트 신호를 발생시키고, 발생된 게이트 신호를 APD1, APD2에 전달한다.
이에, 게이트신호 발생부(110)에서 전달되는 게이트 신호는, 병렬로 연결된 APD1, APD2 각각의 캐소드단(APD1_C, APD2_C)으로 인가될 것이다.
이처럼, 게이티드 가이거 모드로 동작시키기 위한 게이트 신호가 인가되면, APD1, APD2 각각은 고유의 정전용량성 응답(Capacitive Response)이 발생한다.
이때, APD1 및 APD2 중 한쪽 APD1에만 광자가 입력(수신)되고 다른 한쪽 APD2에는 광자가 입력(수신)되지 않으면, APD1의 애노드단(APD1_A)에서는 APD1 고유의 정전용량성 응답 신호 및 광자 수신에 따른 아발란치 신호가 함께 출력되고, APD2의 애노드단(APD2_A)에서는 APD2 고유의 정전용량성 응답 신호가 출력될 것이다.
차동증폭부(130)는, APD1의 애노드단(APD1_A)에서 출력되는 신호(아발란치 신호+정전용량성 응답 신호) 및 APD2의 애노드단(APD2_A)에서 출력되는 신호(정전용량성 응답 신호)를 차동 증폭시켜 출력한다.
즉, 차동증폭부(130)는, APD1의 애노드단(APD1_A)에서 출력되는 신호(아발란치 신호+정전용량성 응답 신호)에서 APD2의 애노드단(APD2_A)에서 출력되는 신호(정전용량성 응답 신호)를 뺀(제거) 후, 증폭시켜서 출력하는 것이다.
판별부(140)는, 차동증폭부(130)에서 출력되는 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 판별한다.
예를 들어, 판별부(140)는, 차동증폭부(130)에서 출력되는 신호의 진폭이 기 설정된 문턱값 보다 큰 경우, 광자가 입력(수신)된 것으로 판별할 수 있다.
따라서, 단일광자검출장치에서 미약한 아발란치 신호를 오류 없이 검출해 내기 위해서는, 차동증폭부(130)에서 차동 증폭 후 판별부(140)로 출력되는 신호에, APD1의 애노드단(APD1_A)에서 출력되는 아발란치 신호만 남아있도록, APD1의 정전용량성 응답 신호 및 APD2의 정전용량성 응답 신호가 완전히 제거되어야 할 것이다.
여기서 중요한 것은, APD 고유의 정전용량성 응답 신호는, APD가 갖는 반도체특성 즉 RLC특성에 따라 상이하다는 점이다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 3의 좌측은, 일반적인 APD의 반도체접합구조를 보여주고 있다.
도 3의 좌측에 도시된 바와 같이, APD의 캐소드단 및 애노드단 사이를 연결하는 반도체접합구조(S)는, N+층, P(Multiplication)층, 흡수층(Absorption Region) 및 P+층의 구조를 가질 수 있다.
이에, APD에 광자가 입력(수신)되면, APD의 애노드단에서는 APD가 갖는 RLC특성 즉 APD의 반도체접합구조(S)에 따라 상이해지는 RLC특성에 따르는 정전용량성 응답 신호 및 아발란치 신호가 출력된다.
물론, APD에 광자가 입력(수신)되지 않는다면, APD의 애노드단에서는 APD가 갖는 RLC특성 즉 APD의 반도체접합구조(S)에 따라 상이해지는 RLC특성에 따르는 정전용량성 응답 신호가 출력된다.
따라서, 전술과 같이 차동증폭부(130)에서 APD1의 정전용량성 응답 신호 및 APD2의 정전용량성 응답 신호가 완전히 제거되기 위해서는, APD1의 정전용량성 응답 신호 및 APD2의 정전용량성 응답 신호가 완전히 동일해야 하고, 이는 곧 APD1과 APD2가 서로 완벽하게 동일한 반도체특성 즉 RLC 등가특성을 갖는 반도체접합구조로 이루어져야 함을 의미한다.
하지만, 각각 독립적인 공정 과정을 거쳐 개별적으로 제작된 APD1과 APD2가, 서로 완벽하게 동일한 반도체특성 즉 RLC 등가특성을 갖는 반도체접합구조로 이루어지는 것은 불가능한 일이다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, APD1의 애노드단(APD1_A)에서 출력되는 정전용량성 응답 신호와 APD2의 애노드단(APD2_A)에서 출력되는 정전용량성 응답 신호는, 서로 다를 수 밖에 없다.
이에, 도 1에 도시된 기존의 단일광자검출장치가 채용하는 방식(병렬로 연결한 양 APD의 출력을 차동 증폭하는 방식)은, APD1 및 APD2 뒷단에 차동 증폭 후에도 남아있을 수 있는 잔여 정전용량성 응답 신호를 제거하기 위한 별도의 Cancellation 회로를 만들어야 하기 때문에, 회로구성의 복잡도 측면에서 무시할 수 없는 한계를 갖는 단점이 있다.
이에, 본 발명에서는, 전술한 기존의 단점 즉 광자 검출속도 측면 및 회로구성 복잡도 측면의 한계로부터 자유로우면서, 정전용량성 응답 신호를 최적으로 제거하고 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 방안을 제안한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에서 제안하는 단일광자검출장치의 일 실시예에 따른 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단일광자검출장치는, 하나의 입력단과 2 이상의 출력단을 갖고, 광자 수신 시 상기 광자에 따른 전기신호를 상기 2 이상의 출력단 중 특정 출력단으로만 출력하는 수광소자(120)와, 수광소자(120)의 2 이상의 출력단으로부터 출력되는 2 이상의 신호를 차동 증폭시켜 상기 2 이상의 신호에서 상기 전기신호 외의 다른 신호를 제거하는 차동증폭부(130)와, 차동증폭부(130)에서 출력되는 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 판별하는 판별부(140)를 포함한다.
여기서, 수광소자(120)는, 아발란치 포토 다이오드(APD: Avalanche Photo Diode)인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은, APD가 게이티드 가이거 모드(Gated Geiger Mode)로 동작 되는 경우에 관한 것이므로, 본 발명의 단일광자검출장치는 게이트신호 발생부(110)을 포함할 것이다.
한편, 도 2에 도시된 본 발명의 단일광자검출장치가 게이트신호 발생부(110), 수광소자(120), 차동증폭부(130) 및 판별부(140)를 포함하여 구성하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 단일광자검출장치에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
게이트신호 발생부(110)는, 본 발명의 단일광자검출장치에 채용된 수광소자(120) 즉 본 발명의 아발란치 포토 다이오드(120)를 게이티드 가이거 모드로 동작시키기 위해 펄스 형태의 게이트 신호를 발생시키고, 발생된 게이트 신호를 아발란치 포토 다이오드(120)에 전달한다.
예컨대, 게이트신호 발생부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, DC 전압원(111, Vdc)과 펄스발생부(112)로 구성되어, 주기적인 펄스 형태의 게이트 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 단일광자검출장치에서 게이트 신호를 발생하는 게이트신호 발생부(110)는, 도 1을 참조한 기존의 단일광자검출장치에 구비된 게이트신호 발생부와 동일한 구성이어도 무방하므로, 같은 참조번호를 언급하여 설명하였다.
이에, 게이트신호 발생부(110)에서 전달되는 게이트 신호는, 본 발명의 아발란치 포토 다이오드(120)의 캐소드단(APD_C)으로 인가될 것이다.
본 발명에서 제안하는 수광소자(120) 즉 아발란치 포토 다이오드(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 입력단 즉 하나의 캐소드단(APD_C)과 2 이상의 출력단 즉 2 이상의 애노드단(예 : APD_A1, APD_A2)을 갖는다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 아발란치 포토 다이오드(120)가 갖는 2 이상의 출력단으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2)을 언급하여 설명하겠다.
즉, 하나의 캐소드단(APD_C)과 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2)을 갖는 아발란치 포토 다이오드(120)는, 광자가 입력(수신)되면, 광자 수신에 따른 전기신호(전기적인 광 신호) 즉 아발란치 신호를 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2) 중 특정 출력단 즉 특정 애노드단으로만 출력한다.
이때, 광자는 캐소드단(APD_C)과 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2) 중 특정 애노드단 사이에만 입력(수신)되는 것을 전제로 한다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 아발란치 포토 다이오드(120)의 캐소드단(APD_C) 및 애노드단(APD_A1) 사이에만 광자가 입력(수신)되는 경우, 특정 출력단 즉 특정 애노드단은 애노드단(APD_A1)에 해당할 것이다.
따라서, 본 발명의 아발란치 포토 다이오드(120)는, 광자가 캐소드단(APD_C) 및 애노드단(APD_A1) 사이에 입력(수신)되는 경우, 광자 수신에 따른 아발란치 신호를 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2) 중 애노드단(APD_A1)으로만 출력할 것이다.
이에, 게이티드 가이거 모드로 동작 되는 아발란치 포토 다이오드(120)의 애노드단(APD_A1)에서는 정전용량성 응답 신호 및 광자 수신에 따른 아발란치 신호가 함께 출력되고, 애노드단(APD_A2)에서는 정전용량성 응답 신호가 출력될 것이다.
이때, 아발란치 포토 다이오드(120)는, 입력단 즉 캐소드단(APD_C) 및 2 이상의 출력단(예 : APD_A1, APD_A2) 각각 사이의 각 반도체특성(RLC특성)이 상호 동일한 것을 중요한 특징으로 한다.
이처럼 캐소드단(APD_C) 및 2 이상의 출력단(예 : APD_A1, APD_A2) 각각 사이의 각 반도체특성 즉 각 RLC특성이 상호 동일하면, 아발란치 포토 다이오드(120)에서 애노드단(APD_A1)으로 출력되는 정전용량성 응답 신호 및 애노드단(APD_A2)으로 출력되는 정전용량성 응답 신호는, 서로 완전히 동일할 것이다.
이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 아발란치 포토 다이오드(120)에서 애노드단(APD_A1)의 정전용량성 응답 신호 및 애노드단(APD_A2)의 정전용량성 응답 신호가 서로 완전히 동일할 수 있는 이유, 즉 아발란치 포토 다이오드(120)의 구조적 특징을 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 3의 우측은, 본 발명에서 제안하는 수광소자 즉 아발란치 포토 다이오드(120)의 반도체접합구조를 보여주고 있다.
도 3의 우측에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 아발란치 포토 다이오드(120)는, 하나의 캐소드단(APD_C) 및 2 이상의 애노드단 예컨대 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2)을 갖는다.
그리고, 본 발명에서 제안하는 아발란치 포토 다이오드(120)는, 캐소드단(APD_C) 및 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2) 각각 사이를 하나의 반도체접합구조(S)로부터 구분된 각 구분 반도체접합구조(S1,S2)로 연결하는 구조를 갖는다.
이때, 각 구분 반도체접합구조(S1,S2)는, 하나의 반도체접합구조(S)로부터 절연체에 의해 구분되거나, 또는 이격공간에 의해 구분되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서 제안하는 아발란치 포토 다이오드(120)는, 공정 과정을 거쳐 제작되는 중, 예를 들어 도 3과 같이 N+층, P(Multiplication)층, 흡수층(Absorption Region) 및 P+층의 구조로 제작된 하나의 반도체접합구조(S)에 절연체(3)을 삽입(주입)하거나 또는 이격공간(미도시)을 생성함으로써, 하나의 반도체접합구조(S)가 2 개의 구분 반도체접합구조(S1,S2)를 갖게 된다.
물론, 본 발명에서는, 하나의 반도체접합구조(S)를 2 개의 구분 반도체접합구조(S1,S2)로 구분하는 방식이, 전술의 절연체나 이격공간을 이용하는 방식으로 한정될 필요가 없으며, 이 방식 외에도 다양한 방식이 가능할 것이다.
따라서, 캐소드단(APD_C) 및 애노드단(APD_A1) 사이의 구분 반도체접합구조(S1)와 캐소드단(APD_C) 및 애노드단(APD_A2)사이의 구분 반도체접합구조(S2)는, 하나의 반도체접합구조(S)에서 구분된 것이기 때문에 완벽하게 동일한 구조일 것이고, 따라서 서로 완전히 동일한 반도체특성 즉 RLC등가특성을 갖게 될 것이다.
그리고, 본 발명에서 제안하는 아발란치 포토 다이오드(120)는, 각 구분 반도체접합구조(S1,S2) 중 하나의 구분반도체접합구조(예 : S1)에만 광자가 수신될 수 있다.
여기서, 각 구분 반도체접합구조(S1,S2) 중 하나의 구분반도체접합구조(예 : S1)에만 광자가 수신되는 것은, 기존의 광자 포커싱 기술을 통해 어렵지 않게 실현될 수 있으며, 또는 광자 수신이 필요하지 않은 구분반도체접합구조(예 : S2)에 광자 수신을 차단하는 필름(미도시)를 도포하는 등 그 밖의 다양한 기술을 통해 어렵지 않게 실현될 수 있다.
이에, 게이티드 가이거 모드로 동작 되는 아발란치 포토 다이오드(120)에서 광자가 캐소드단(APD_C) 및 애노드단(APD_A1) 사이의 구분 반도체접합구조(S1)에만 입력(수신)되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 애노드단(APD_A1)에서는 구분 반도체접합구조(S1)에 따라 상이해지는 RLC특성에 따르는 정전용량성 응답 신호 및 아발란치 신호가 출력되고, 애노드단(APD_A2)에서는 구분 반도체접합구조(S2)에 따라 상이해지는 RLC특성에 따르는 정전용량성 응답 신호가 출력될 것이다.
이때, 본 발명의 아발란치 포토 다이오드(120)에서는, 전술한 구조적 특징에 의해 구분 반도체접합구조(S1) 및 구분 반도체접합구조(S2)가 서로 완전히 동일한 반도체특성 즉 RLC등가특성을 갖기 때문에, 애노드단(APD_A1)으로 출력되는 정전용량성 응답 신호 및 애노드단(APD_A2)으로 출력되는 정전용량성 응답 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 완전히 동일할 수 있게 된다.
이처럼, 본 발명에서는, 전술한 구조적 특징을 기반으로, 완전히 동일한 반도체특성 즉 RLC등가특성에 따른 정전용량성 응답 신호를 출력하는 2 이상의 출력단(캐소드단)을 갖는 단일의 수광소자(아발란치 포토 다이오드)을 제안한다.
차동증폭부(130)는, 수광소자(120)의 2 이상의 출력단 즉 2개의 애노드단(APD_A1, APD_A2)으로부터 출력되는 2 이상의 신호를 차동 증폭시켜, 2 이상의 신호에서 전기신호 즉 아발란치 신호 외의 다른 신호 즉 정전용량성 응답 신호를 제거한다.
다시 말해, 차동증폭부(130)는, 본 발명의 전술에 따른 아발란치 포토 다이오드(120)의 애노드단(APD_A1)에서 출력되는 신호(아발란치 신호+정전용량성 응답 신호) 및 애노드단(APD_A2)에서 출력되는 신호(정전용량성 응답 신호)를 차동 증폭시켜 출력한다.
즉, 차동증폭부(130)는, 아발란치 포토 다이오드(120)의 애노드단(APD_A1)에서 출력되는 신호(아발란치 신호+정전용량성 응답 신호)에서 애노드단(APD_A2)에서 출력되는 신호(정전용량성 응답 신호)를 뺀(제거) 후, 증폭시켜서 출력하는 것이다.
본 발명의 단일광자검출장치에서 차동증폭부(130)는, 도 1을 참조한 기존의 단일광자검출장치에 구비된 차동증폭부와 동일한 구성이어도 무방하므로, 같은 참조번호를 언급하여 설명하였다.
판별부(140)는, 차동증폭부(130)에서 출력되는 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 판별한다.
예를 들어, 판별부(140)는, 차동증폭부(130)에서 출력되는 신호의 진폭이 기 설정된 문턱값 보다 큰 경우, 광자가 입력(수신)된 것으로 판별할 수 있다.
본 발명의 단일광자검출장치에서 판별부(140)는, 도 1을 참조한 기존의 단일광자검출장치에 구비된 판별부와 동일한 구성이어도 무방하므로, 같은 참조번호를 언급하여 설명하였다.
이때, 애노드단(APD_A1)의 정전용량성 응답 신호와 애노드단(APD_A2)의 정전용량성 응답 신호는 전술한 본 발명의 구조적 특징을 기반으로 완전히 동일하기 때문에, 차동증폭부(130)에서 차동 증폭 후 판별부(140)로 출력되는 신호에는, 도 4에 도시된 바와 같이 아발란치 신호만 남고 정전용량성 응답 신호는 완전히 제거되어 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 단일광자검출장치에서 판별부(140)는, 잔여 정전용량성 응답 신호가 전혀 없고 오로지 아발란치 신호만 남아 있는 신호를 차동증폭부(130)로부터 전달 받아, 이 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 오류 없이 판별할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수광소자 및 이를 채택하고 있는 단일광자검출장치는, 미약한 아발란치 신호를 정전용량성 응답 신호로 인한 오류 없이 검출하기 위한 기존의 기술들이 갖는 단점 즉 광자 검출속도 측면 및 회로구성 복잡도 측면의 한계로부터 자유로우면서, 정전용량성 응답 신호를 최적으로 완벽하게 제거하고 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호를 오류 없이 효율적으로 검출할 수 있는 효과를 도출한다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 경우, 고가의 APD 2개 병렬로 사용하지 않아도 되기 때문에 비용 측면의 효과도 있으며, APD를 제작하는 공정 과정 중에 반도체접합구조를 구분하는 간단한 공정 변경 만으로 하나의 APD를 통해 백드라운드 노이즈를 완벽하게 제거하는 결과를 달성할 수 있기 때문에, 그 활용범위 및 효율 측면의 효과도 대단할 것이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명의 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자에 따르면, 정전용량성 응답 신호를 최적으로 제거함으로써 광자에 의해 발생하는 미약한 아발란치 신호를 효율적으로 검출할 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
110 : 게이트신호 발생부 120 : 수광소자
APD_C : 캐소드단 APD_N1,APD_N2 : 각 애노드단
130 : 차동증폭부 140 : 판별부

Claims (7)

  1. 하나의 입력단과 2 이상의 출력단을 갖되, 하나의 반도체접합구조에서 구분된 각 구분 반도체접합구조가 상기 하나의 입력단과 상기 2 이상의 출력단 각각 사이를 연결하는 구조로 이루어져, 광자 수신 시 상기 광자에 따른 전기신호를 상기 2 이상의 출력단 중 특정 출력단으로만 출력하는 수광소자;
    상기 수광소자의 2 이상의 출력단으로부터 출력되는 2 이상의 신호를 차동 증폭시켜, 상기 2 이상의 신호에서 상기 전기신호 외의 정전용량성 응답 신호를 제거하는 차동증폭부; 및
    상기 차동증폭부에서 출력되는 신호에 기초하여 광자의 수신 여부를 판별하는 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일광자검출장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 구분 반도체접합구조는,
    상기 하나의 반도체접합구조로부터 절연체에 의해 구분되거나, 또는 이격공간에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 단일광자검출장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력단 및 상기 특정 출력단 사이를 연결하는 구분 반도체접합구조에만, 상기 광자가 수신되는 것을 특징으로 하는 단일광자검출장치.
  6. 하나의 입력단;
    2 이상의 출력단; 및
    하나의 반도체접합구조에서 구분된 각 구분 반도체접합구조가 상기 하나의 입력단과 상기 2 이상의 출력단 각각 사이를 연결하는 구조를 포함하여, 상기 하나의 입력단과 상기 2 이상의 출력단 각각 사이의 각 반도체특성이 상호 동일하며;
    상기 하나의 입력단과 상기 2 이상의 출력단 중 특정 출력단 사이를 연결하는 구분 반도체접합구조에 광자가 수신되면, 상기 특정 출력단에서는 상기 광자에 따른 전기신호 및 상기 반도체특성에 따른 정전용량성 응답 신호가 출력되고, 상기 2 이상의 출력단 중 상기 특정 출력단을 제외한 나머지의 출력단에서는 상기 반도체특성에 따른 정전용량성 응답 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2 이상의 구분 반도체접합구조는,
    상기 하나의 반도체접합구조로부터 절연체 또는 이격공간에 의해 구분된 구조인 것을 특징으로 하는 수광소자.
KR1020150079807A 2015-06-05 2015-06-05 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자 KR101672509B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079807A KR101672509B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079807A KR101672509B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101672509B1 true KR101672509B1 (ko) 2016-11-03

Family

ID=57571320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150079807A KR101672509B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101672509B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019050146A1 (ko) * 2017-09-07 2019-03-14 에스케이텔레콤 주식회사 광자 검출 장치 및 광자 검출 방법
CN109799496A (zh) * 2018-11-14 2019-05-24 深圳市光微科技有限公司 并发性检测电路、光子检测器、脉冲式tof传感器以及其实现方法
KR102054165B1 (ko) * 2019-03-06 2019-12-10 주식회사 우리로 단일 광자 검출장치, 단일 광자 검출장치에 이용되는 아발란치 포토다이오드 및 이에 연결되는 회로 기판
KR20210066397A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 우리로 단일 광자 검출장치, 단일 광자 검출장치에 이용되는 아발란치 포토다이오드 및 이의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243691A (ja) * 2002-02-15 2003-08-29 Japan Science & Technology Corp 光子検出器とそれを用いた量子通信装置及び量子計算機
US20120168612A1 (en) * 2008-01-03 2012-07-05 Beata Ewa Kardynal Photon detection system and method of photon detection
KR20130113656A (ko) * 2012-04-06 2013-10-16 에스케이텔레콤 주식회사 단일 광자 검출 장치, 광자수 분해 검출 장치 및 광자 검출 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243691A (ja) * 2002-02-15 2003-08-29 Japan Science & Technology Corp 光子検出器とそれを用いた量子通信装置及び量子計算機
US20120168612A1 (en) * 2008-01-03 2012-07-05 Beata Ewa Kardynal Photon detection system and method of photon detection
KR20130113656A (ko) * 2012-04-06 2013-10-16 에스케이텔레콤 주식회사 단일 광자 검출 장치, 광자수 분해 검출 장치 및 광자 검출 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jin-Sung Youn et al., "An integrated 12.5-Gb/s optoelectronic receiver with a silicon avalanche photodetector in standard SiGe BiCMOS technology", Optics Express, Vol.20, pp.28153-28162* *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019050146A1 (ko) * 2017-09-07 2019-03-14 에스케이텔레콤 주식회사 광자 검출 장치 및 광자 검출 방법
KR20190027686A (ko) * 2017-09-07 2019-03-15 주식회사 우리로 광자 검출 장치
JP2020533611A (ja) * 2017-09-07 2020-11-19 アイディー クワンティック ソシエテ アノニム 光子検出装置及び光子検出方法
JP7004824B2 (ja) 2017-09-07 2022-01-21 アイディー クワンティック ソシエテ アノニム 光子検出装置及び光子検出方法
KR102394731B1 (ko) * 2017-09-07 2022-05-04 주식회사 우리로 광자 검출 장치
US11619545B2 (en) 2017-09-07 2023-04-04 Id Quantique S.A. Detection of photon by pairing avalanche photodiodes with different threshold voltages
CN109799496A (zh) * 2018-11-14 2019-05-24 深圳市光微科技有限公司 并发性检测电路、光子检测器、脉冲式tof传感器以及其实现方法
KR102054165B1 (ko) * 2019-03-06 2019-12-10 주식회사 우리로 단일 광자 검출장치, 단일 광자 검출장치에 이용되는 아발란치 포토다이오드 및 이에 연결되는 회로 기판
KR20210066397A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 우리로 단일 광자 검출장치, 단일 광자 검출장치에 이용되는 아발란치 포토다이오드 및 이의 제조방법
KR102283699B1 (ko) * 2019-11-28 2021-07-30 주식회사 우리로 단일 광자 검출장치, 단일 광자 검출장치에 이용되는 아발란치 포토다이오드 및 이의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9995622B2 (en) Avalanche photodiode receiver
KR101672509B1 (ko) 단일광자검출장치 및 그 장치에 채용되는 수광소자
CN211554305U (zh) LiDAR读出电路
US9553216B2 (en) Avalanche photodiode receiver
JP2017026615A (ja) ガイガーモードのアバランシェフォトダイオードを有する受光器及び読み出し方法
US9200953B2 (en) Spectrometer including a geiger-mode avalanche photodiode
US10641653B2 (en) Apparatus for detecting illumination levels
US8886697B2 (en) Solid state photomultiplier with improved pulse shape readout
KR101685494B1 (ko) 단일 광자 검출 장치 및 단일 광자 검출 방법
KR101395330B1 (ko) 단일 광자 검출 장치, 광자수 분해 검출 장치 및 광자 검출 방법
Ahmed et al. A shot-noise limited 420 Mbps visible light communication system using commerical off-the-shelf silicon photomultiplier (SiPM)
JP2006287307A (ja) 光子検出回路およびノイズ除去方法
WO2021031667A1 (zh) 单光子探测装置和方法
KR101333806B1 (ko) 단기 전압 스파이크 제거 방법 및 그 장치
JP2011226922A (ja) 光子検出器
KR102368114B1 (ko) 서로 다른 2개의 모드로 동작되는 단일광자 검출소자 중 어느 하나로 동작할 수 있는 아발란치 포토 다이오드
Dey et al. A CMOS front-end interface ASIC for SiPM-based positron emission tomography imaging systems
US20240080184A1 (en) Photon detection device, reception device, quantum key distribution system, and method for detecting quantum signal
KR102455691B1 (ko) 단일 광자 검출 방법 및 장치
JPH04503107A (ja) 光子を計数する光検出装置
Kostov et al. High-speed bipolar phototransistors in a 180 nm CMOS process
US9178621B2 (en) Method to identify wavelength of incoming light by avalanche photodiode, method to control optical transceiver, and optical transceiver performing the same
KR101966652B1 (ko) 반전계수를 이용한 단일 광자 검출장치 및 방법
RU2742597C1 (ru) Способ повышения производительности твердотельного фотоумножителя при регистрации малофотонных импульсов и система измерения света, реализующая указанный способ
CN218004096U (zh) 量子随机数生成器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190903

Year of fee payment: 4