紫外探测技术与红外探测技术同时起源于上世纪50年代,当时紫外探测技术由于长时间未能解决灵敏度低的问题而一直没有得到广泛的应用。直至日本在90年代开发出雪崩倍增摄像管之后,才使得紫外探测技术以较高的灵敏度和契合的光谱范围由摄像器件领域开始得到了关注。现如今,紫外探测技术已经在光电通信、灾情预警、制导等军用民用领域得到了广泛的应用。光电探测器即是指将光学等电磁辐射信号转化为方便接收以及进行信号处理电学信号形式的传感器。本文中制备以及使用的器件均是工作在紫外波段的器件,有雪崩光电二极管(APD)器件及其阵列,以及PIN二极管阵列。因为光电探测器直接输出的信号电平一般都较低或因波形异形原因不易识别,所以在实际应用时我们需要通过电路将信号通过放大成形后才能进行进一步的处理或者记录。特别的,对于APD器件,需要处在盖革模式下工作,在这个状态下一旦发生雪崩,管子并不能够自发地猝灭雪崩。为防止管子持续通过大电流烧坏,也为了能够进行连续探测,必须要配合相应的外围电路,即猝灭电路。猝灭电路根据猝灭原理,可以分为被动、主动、门控猝灭电路。在本文的工作中,在单元器件的应用上,我们主要摸索开发了以APD器件为核心的模拟电路单光子探测模块,分别基于被动猝灭和主动猝灭开发了两套。而在焦平面阵列的工作分为APD探测器线阵系统与PIN面阵系统两部分,在APD线阵方面,与东南大学合作下,我们利用其像素适配的数字电路芯片从单个器件到1×8的线阵的器件进行了系统级的功能验证,并对得到的数据进行了处理和分析。而在PIN面阵方面,我们的工作主要是制备了 320×256的GaN基PIN探测器面阵,并对其的电学性能进行了表征,以此计划下一步的结构工艺优化,并在相同工艺条件下制备了 320×256的Micro-LED面阵,并对其电学及发光特性做了比较详细的表征和分析,以下是这些工作的具体结果:1.基于实验室已有的TO封装好的APD器件,利用模拟电路技术分别开发了被动与主动式探测模块。被动式单光子探测模块探测速率达到100kHz,信噪比控制在60-70dB。主动式模块在高压电源驱动、器件保护、计数方式上均作了升级,也得到了相对更高的探测效率和更好的信噪比。模块下的器件的计数表现和探测效率有一定下降,其来源为模块电路内部产生的一些电流信号噪声。2.基于实验室已有的APD单元器件和线阵器件与合作单位的读出电路数字芯片进行固晶封装,验证了紫外成像系统在单个器件和1×8像素下的正常功能。待解决或优化的问题主要是器件的暗计数问题和封装方案的可靠性问题。尽管有这些待改进的地方,我们还是成功的利用1×8像素的成像系统对点光源和点光源对进行了成像,为下一步的工作定下了基础。3.制备了像素为320×256的PIN紫外探测焦平面阵列与Micro-LED微显示阵列。紫外探测焦平面阵列表现出了正常的电学特性,其正向开启在优化了欧姆接触之后有了更好的表现。我们也测试了 Micro-LED微显示阵列的电学和光学特性,器件的电学特性体现了高一致性,其输出的droop效应未取得我们预期的优异效果。可靠性方面器件在3.2kA/cm2下仍有156h的寿命,可以满足一定的应用需求。