紫外线（UV）辐射是大自然中最强的一种辐射，其波长范围为190-380 nm，处于人眼不可见的辐射波段^[1]。在太阳所放射的辐射光谱中，紫外线在穿越地球的大气层时，会因大气中的氧气、臭氧、水分等物质的吸收和散射而被大幅削弱，其中波长低280 nm的紫外线几乎完全被大气层所散射和吸收，在地表处该波段的背景辐射噪声很小，因此其相关应用在信号识别领域具有天然的优势。

图1 太阳辐射光谱示意图

在民用领域，日盲紫外探测技术可用于电网安全监测、海上搜救、医学成像、环境与生化检测等领域，例如：在电网安全监测过程中，电力设备的局部电晕放电会引入电力损耗、设备损坏等问题，而电晕放电产生的光谱主要中在紫外波段，因此可以利用日盲紫外探测器实现设备早期隐患的排查^[2]；在国防领域，日盲紫外波段可用于导弹识别跟踪、舰载通讯、深空探测等方面对超长距离、超高精度的需求，例如：存在于导弹尾气流中未充分燃尽的固体燃料，产生化学反应后会释放出紫外线，因此可采用日盲紫外探测器实现导弹尾焰检测和国防预警^[2]。

图3 AlGaN日盲紫外探测器结构优化设计，降低雪崩电压

雪崩光电二极管的雪崩击穿是器件工作的关键之一，其雪崩电压对于紫外探测器的工作效率和响应速度具有直接的影响。如图3所示，近年来研究人员通过设计极化增强等优化结构，进一步优化了雪崩击穿过程，有效地降低了雪崩电压，从而提高了器件的响应速度和工作效率。暗计数率是衡量光电探测器性能的重要指标之一，能够反映光电探测器在没有光信号照射的情况下，由于电子碰撞、热噪声等非光信号产生的错误检测，较低的暗计数率对应了更高的探测效率和更低的错误检测率。

继美国率先研制紫外单光子探测器后，中国的研究人员紧随其后也实现相关器件的制备。通过提出雪崩增益涨落补偿新方法，我国研究人员首次研制出了规模最大的零盲元1×128紫外光子计数线阵探测器，并成功应用于日盲紫外光子计数激光雷达和光子计数紫外成像仪，如图4所示。

图4 零盲元1×128紫外光子计数线阵探测器和激光雷达及所成图像

雪崩增益涨落是SiC单光子探测器的一个重要特性。SiC单光子探测器利用光电效应将入射的光子转化为电子，然后通过雪崩增益放大，从而使电子数量成指数增长，实现对光信号的高灵敏度探测。然而，雪崩增益涨落可能会降低探测器的性能。在这种情况下，通过雪崩补偿的方法，可以有效地补偿SiC单光子探测器的雪崩增益涨落，提高探测器的性能和稳定性，利用光子雪崩放大过程中产生的噪声作为一个新信号，新信号与噪声具有相等的幅度，通过相互抵消实现消除噪声，就可以在不影响探测器性能的情况下进一步降低噪声水平。

[3]蒋科. AlGaN材料类同质外延生长及日盲紫外探测器研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2019.