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SPAD是一種光電探測器，是單光子探測技術的硬件核心。這些器件可檢測分辨率低至單光子水平的低強度信號。SPAD 用于 dToF LiDAR、自動駕駛汽車、無人機、機器人和機器視覺系統(tǒng)。它們還用于生物醫(yī)學成像和診斷系統(tǒng)，例如正電子發(fā)射斷層掃描、熒光壽命成像顯微鏡、超分辨率顯微鏡和近紅外成像。

SPAD（Single photon avalanche diodes）單光子雪崩二極管，當工作電壓高于VBD（雪崩擊穿電壓）的時候，工作在蓋革模式下，具體器件原理就不展開講了， 可以簡單的理解為當光子來臨的時候，觸發(fā)了SPAD的雪崩效應（avalanche）：由于SPAD內(nèi)部高反偏電場，光子轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的少量電子使SPAD產(chǎn)生雪崩狀態(tài)，此時光電轉(zhuǎn)換增益理論為無窮大，產(chǎn)生一個可以被TDC捕捉的數(shù)字信號，此時就被記為一個光子到來了，雪崩后spad無法自己快速回到初始狀態(tài)，需要淬滅（quench）電路的幫助：由雪崩后產(chǎn)生大量電流流過淬滅電路，SPAD兩端的偏壓低于擊穿電壓，抑制了雪崩電流，使得SPAD電流關閉，隨后通過對SPAD通電，回到初始狀態(tài)。從雪崩到回到初始狀態(tài)所需的時間，被稱為死區(qū)時間（dead time），死區(qū)時間通?？梢酝ㄟ^淬滅電流來調(diào)整。

這里補充一點：雖然名為單光子計數(shù)，實際上單個光子不一定能觸發(fā)雪崩，這取決于SPAD的PDE(Photon detection efficiencies)光子探測效率，但即便如此，SPAD對于光子的靈敏度也是很高的，遠高于APD，所以SPAD的激光雷達的優(yōu)勢之一就是所需光源的功率會很?。ㄟ@對人眼安全要求class one的應用來說往往是比較重要的）

另一方面，晶圓級測試會很大程度降低后期質(zhì)量問題。易捷測試以探針臺自動晶圓測試系統(tǒng)為核心，結(jié)合高均勻度單色光源系統(tǒng)（400nm - 1700nm），針對ALS/CIS/SPAD/光傳感器芯片的測試解決方案。SG-O系統(tǒng)不僅可以處理標準8英寸（200mm）晶圓, 也可以擴展處理12英寸（300mm）晶圓和大于1cm x 1cm的芯片（Die）。此外，該方案還集成了超低噪音熱卡盤（Thermal Chuck），溫度范圍涵蓋-60℃ ~ 180℃，可快速升溫、穩(wěn)定性高。SG-O提供您在CIS/ALS/SPAD/光傳感器晶圓設計驗證或工藝良率檢查所需要的一切。

SPD2200是商用級新型SPAD單光子探測器特性分析設備，該設備體積小，直接整合了光學及電學系統(tǒng)，結(jié)合便利的軟體控制介面與分析功能，可在生產(chǎn)線上快速搭建是其優(yōu)勢?？蓱糜陂_發(fā)Lidar中核心零組件SPAD單光子雪崩二極管的特性測試分析，以滿足客戶在開發(fā)dTof模組所需測量各種參數(shù)。

SPD2200是單光子雪崩二極體效率整合型測試儀，共有全光譜特性測試模組（SDTM）與時域特性測試模組（TDTM）兩種模組，可針對不同測量場景選擇使用，也可同時兼被兩種模組，進行全方面完整測量。

1）對全光譜性能參數(shù)測試分析如下：

全光譜光譜響應（Spectral Responsivity)

全光譜量子效率（External Quantum Efficiency)

全光譜光子探測率（Photon Detection Probability)

暗計數(shù)DCR（Dark Count Rate)

崩潰電壓BDV（Break-Down Voltage)

2）SPAD的單光子雪崩二極管特性參數(shù)分析：

Jitter

Afterpulsing probability

Diffusion tail

SNR

單光子雪崩二極管高效全光譜表征解決方案