1. 研究目的与意义
1.选题背景
人们在光电信息技术的研究中，最关键的是光信号的探测。自从1903年爱因斯坦论证了光电功函数，各国的物理学家们就在此基础之上开展了研究。在1913年，德国物理学家埃尔斯特和盖革发明了光电管，从此弱光信号的探测就成为了现实。1936年，美国无线电公司（rca）实验室首次发明了光电倍增管（pmt），并生产了第一个零售的光电倍增管，从那时候开始，单光子的探测之路就开始了。经过近100年的改进，弱光信号的探测越来越精准。然而光电倍增管本身存在两个严重的缺陷：一是它们对磁场非常的敏感；二因为它们内部真空容器中的结构复杂而且基本是手工制作，所以它们的价格非常昂贵。因此在大型物理实验中，pin光电二极管（pin-pd）的使用逐渐地代替了pmt。雪崩光电二极管apd与pmt、pin-pd的不同之处在于apd是一种建立在内光电效应基础上的光探测器件，且apd是一种具有内部光电流增益的半导体光电转换器件。apd应用光生载流子在二极管耗尽层内的碰撞电离效应而获得光电流的雪崩倍增，因此apd具有较高的响应度和内部增益，从而提高了器件的信噪比。光在传播过程中是按指数衰减的，所以若要探测远距离的光信号就需要提高整个探测系统的灵敏度，而其中最关键的就是光检测器的选择。不同类型不同材料工作在不同模式下的apd性能及探测效率都是不一样的[1]。apd微弱光信号探测技术在激光测距、激光通信、激光雷达等领域有着广泛的应用。基于apd雪崩光电二极管的光电探测系统接收目标的回波信号，不仅能够获取目标的距离信息，还能探测目标的方位信息，且具有较高的测距精度和角分辨率，实现对非合作目标的准确定位，在目标识别，空间对抗等领域有着广阔的应用前景[2]。
2.选题目的
2. 研究内容和预期目标
1.研究内容
（1）研究接入apd雪崩二极管的暗电流，包括反向偏置电压电路提供的高电压、跨阻放大电路提供的电压和增益模块的增益效果，共三个方面的硬件模块；
（2）研究不同电压、电流以及增益的情况下，对apd雪崩二极管产生的影响；
3. 研究的方法与步骤
1.研究方法
（1）文献研究法。通过阅读有关著作、报刊、杂志等各种资料，全面了解课题相关技术的研究现状，吸收和借鉴先进的理念，深入挖掘课题理论的深厚底蕴，及时洞悉研究的最新情况，来指导课题的研究与实验；
（2）比较分析法。通过对不同方案的比较分析选择最优方案，按时对方案进行检测，发现问题，对比各组数据，改进方案；
4. 参考文献
[1]陈晴.雪崩光电二极管（apd）弱光探测技术研究[d].重庆大学硕士文,2014.
[2]李天浩，包维.微弱光信号探测apd处理电路设计[j].光电技术应用,2014,29（1）：55-60.
[3]刘辉珞,基于apd的光电探测器电路研究与设计[j].现代电子技术,2009,(13):177-180.
5. 计划与进度安排
（1）2022.03.1-2022.03.15查询资料，课题调研，了解相关技术和要求；
（2）2022.03.16-2022.03.29撰写并提交开题报告；
（3）2022.03.30-2022.05.03 研究测试方案所需的相关硬件模块，包括反向偏置电压电路模块、跨阻放大电路模块和增益模块的设计，完成相关模块的搭建，通过测试电路测出相关数据，完成论文初稿；
