SPAD阵列单光子探测器 单光子雪崩二极管（SPAD）可以探测单光子，通常他们的时间分辨率可以达到百皮秒量级。单像素SPAD目前已经广泛应用于天文学、流式细胞仪、荧光寿命成像显微镜（FLIM）、量子光学、量子秘钥分发和单分子检测等领域。在过去10年中，SPAD技术通过使用CMOS技术得到了进一步发展。这位SPAD阵列和SPAD图像传感器架构铺平了道路，从而可以以紧凑和可扩展的方式增加SPAD像素的数量，从而帮助用户更好的应用于单光子探测的应用。 与单像素SPAD相比较，阵列SPAD可以帮助用户提升空间分辨率和信噪比（SNR）。例如，在共聚焦显微成像应用中，SPAD阵列中的每一个像素都可以看做是具有良好横向和轴向分辨率的虚拟小针孔，而多个像素收集虚拟大针孔的信号。结合图像处理的软件算法，便可以进一步提升图像的空间分辨率和信噪比。 然而，早期使用CMOS工艺制造的SPAD阵列，表现出低灵敏度和高暗计数。此外，由于每个SPAD都需要保护环结构和集成电子设备，因此这些探测器存在填充因子低的问题。 目前，优化定制后的制造工艺、新型的设计方案，以及集成微透镜阵列，可以使SPAD阵列克服以上限制，并达到与单像素SPAD相当的灵敏度和低噪声水平。 因此，SPAD阵列探测器正在兴起，从而彻底改变共聚焦显微镜，以及其他需要通过单光子探测器提高空间和时间分辨率的应用领域。 为什么使用SPAD？ 虽然传统的光电探测器，如光电二极管和雪崩光电二极管可能会提供更高的灵敏度（以量子效率量化），但SPAD擅长读取较弱的光信号，以提高SNR（如图1和图2） 在不同应用中使用SPAD阵列探测器的优势 弱光