光子计数原理
SPAD如何实现单光子探测，此模式也称为盖革模式。给SPAD加载使其处于击穿态的偏置电压VBr，并处于亚稳态（A点）。它将保持此状态，直到创建主电荷载流子。在这种情况下，信号放大作用实际上变得无限大，甚至只探测到单光子也会引起雪崩效应，从而出现宏观电流脉冲（点A到B），之后可以通过后端所设计的电子电路轻松的探测到信号。该电路必须要限制流过器件的电流的值，以防止其破坏器件并能够淬灭雪崩以使器件复位（点B到C）。一定时间后（死时间），偏置电压将恢复（C点到A点），SPAD再次准备探测单个光子。击穿电压的实际值取决于半导体材料、器件结构和温度等因素。对于InGaAs / InP-APD来说，击穿电压通常约为50V。在盖革模式下，APD的探测效率以及噪声都取决于所加的偏置电压。
EM增益--高灵敏度
EMCCD技术，有时也被称作"片上增益"技术，是一种全新的微弱光信号增强探测技术。它与普通的科学级CCD探测器的主要区别在于其读出寄存器后又接续有一串"增益寄存器"，它的电极结构不同于转移寄存器，信号电荷在这里得到增益。
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