SiPM与SPAD基本原理

转载知乎pipi大神文章，写的真好。

1. 基于PN结的探测器种类：PIN、APD、SPAD、SiPM。下图为PIN、APD与SPAD工作电压区域，其中，SAPD工作在盖革（Geiger）模式。SPAD理论上可实现单光子探测，探测灵敏度最高。

2. SPAD原理：通过猝灭状态恢复到原来偏置状态；输出信号的幅度不与入射光子数成正比。

3. SiPM原理：SiPM是由多个带有猝灭电阻的SPAD并联组成，每个单元是独立的，最终输出的信号是多个像素输出信号叠加，有幅度变化，照射到SiPM的光子数越多，幅度越大。

结构与几何参数示意图

4. SiPM使用时的问题：串扰、较大的暗电流，恢复时间与温度有关，雪崩电压、增益与温度有关。

5. 其他结构： Digital SiPM（输出为计数结果），SiPMs with bulk integrated resistors（猝灭电阻在Si Bulk上实现，而不是在器件表面，制作工艺简单，光入口处没有障碍，可以有更大的几何填充因子，及更高的密度）。

6. 总结