APD高压模块的温度特性实验研究(2)

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4 实验总结 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1 激光雷达简介

激光雷达的基本工作原理和传统雷达基本相类似，它们之间不同之处在于激光雷达以激光为发射信号，普通无线电雷达以无线电波为发射信号，而毫米波雷达则以毫米波为发射信号。对比而言，激光的波长要短得多。激光最大的特点是单色的相干光，因而激光雷达拥有了许多独特的优点。如具有极高的距离分辨以及速度分辨能力；抗电磁干扰的能力很强；能够获得目标的多种图像。但与此同时，激光雷达也不可避免的具有许多缺点，比如弱激光信号有时被噪声所淹没，二者无法区分，这是因为在使用过程中激光雷达接收装置内部存在噪声和背景光的干扰。为了克服这一弱点，所以在使用过程中需要对微弱的激光信号进行检测、滤波、放大并去除噪声。而高精度脉冲激光雷达在探测过程中具有光脉冲较窄,信号较弱，易受干扰等特点，针对这些特点，一般需要信噪比高、内增益高、响应速度快等优点的光电探测器，因而选择了雪崩光电二极管(APD)。论文网

1.2 雪崩光电二极管（APD）简介

在以硅或锗为材料制成的光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光被P-N结吸收后会形成光电流，加大反向偏压会产生“雪崩”（即光电流成倍地激增）的现象，这种通过雪崩过程放大内部光电流的光电二极管被称为“雪崩光电二极管”。虽然APD作为信号接收器件具有多种优点，但在使用过程中却造成了两大困难，第一是需要较高的偏置电压，第二是增益会受到温度变化影响，跟随其变化而变化。一般光电二极管的反向偏压在几十伏以下，而APD的反向偏压一般在几百伏量级，接近于反向击穿电压,当APD在此状态下工作时，势垒区中的电场很强，电子和空穴在势垒区中作漂移运动时得到很大的动能，因而APD能够获得足够高的内部增益。源[自[751``论`文]网·www.751com.cn/

1.3 研究APD高压模块温度特性的意义

激光雷达的实际工作环境比较复杂，存在着诸多不确定因素，尤其是温度的跨度非常大，低则零下四十度到零下五十度而高可达五十度到六十度，为了保证激光雷达在如此变化反复的环境下保持正常稳定的工作，就对为其供电的高压模块的温度特性提出了比较严格的要求，因而对高压模块温度特性的研究具有了其重大的实际意义，要通过大量实验的方式验证高压模块各项参数是否能在温度大范围变化的情况下仍然保持稳定，从而使得激光雷达在恶劣的工作环境下仍能正常，稳定地工作。

1.4 本文主要内容

本文在学习了APD高压模块的基本工作原理和大量实验的基础上，研究了APD高压模块各项参数是否受到温度变化的影响，绘制了其温度特性曲线图，并对各项参数进行了分析。

其中绪论章简要介绍了本课题所需要的最基本的两个知识点和研究本课题即为APD探测器提供偏置电压的高压模块的温度特性的意义所在并且对本文的内容进行了概述。在第二章中描述了高压模块的原理即DC/DC技术的基本相关知识，选择了几种常用的高压模块进行详细的阐述。第三章APD高压模块温度特性实验简要介绍了实验所用的仪器，阐述实验方法和实验步骤，并对实验中所得的各项数据进行了具体的分析。第四章实验总结中对本次毕业设计中进行实验过程中遇到的困难和解决方法以及心得体会进行了综合阐述。最后是本次毕业设计的结论和致谢。