[发明专利]光检测器

说明书

本发明涉及光检测器。光检测器(1A)具备：检测部(10)，构成为对SPAD(4)施加反向偏压来进行光检测；监视器用SPAD(12)，具有与构成检测部的SPAD同样的特性；电流源(14)，向监视器用SPAD供给恒定电流使监视器用SPAD以盖革模式进行动作；以及电压生成部(18)，基于根据在监视器用SPAD的两端间产生的击穿电压设定的基准击穿电压和规定的过电压来生成施加到检测部的SPAD的反向偏压。

相关申请的交叉引用

本国际申请主张基于2017年3月31日向日本专利厅申请的日本专利申请第2017-71412号、以及2018年2月13日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018-22999号的优先权，并通过参照在本国际申请中引用了日本专利申请第2017-71412号以及日本专利申请第2018-22999号的全部内容。

技术领域

本公开涉及利用了雪崩效应的光检测器。

背景技术

在专利文献1中公开了在使用雪崩光电二极管(以下，APD)的光检测器中，为了进行APD的温度补偿而利用电流放大率的温度特性与APD基本相同且被反向偏置后的参照用接合结构。

在该光检测器中，利用具有向参照用接合结构注入参照电流的电流注入用接合结构的晶体管，并控制施加至APD和参照用接合结构的电压以便将参照电流的放大率保持为规定值，由此控制APD的增倍率。

专利文献1:专利第5211095号公报

在专利文献1所公开的技术中，由于通过控制APD的增倍率来对APD进行温度补偿控制，所以在向APD施加小于击穿电压的反向偏压来使其进行动作的线性模式下是有效的。

然而，发明人详细研究的结果是发现了引用文献1所公开的技术不能够应用于使APD以盖革模式进行动作的光检测器这个课题。

换句话说，以盖革模式进行动作的APD被称为SPAD，反向偏压被设定为比击穿电压高的电压值。此外，SPAD是Single Photon Avalanche Diode的缩写。

而且，由于SPAD若响应光子的入射则击穿，利用SPAD的光检测器构成为在SPAD击穿时输出规定脉冲宽度的脉冲信号。

因此，利用SPAD的光检测器的输出为“1”或“0”，在这种光检测器中，没有控制增倍率的概念。因此，较难利用专利文献1所公开的技术来对SPAD的检测灵敏度进行温度补偿。

发明内容

在本公开的一个方面，期望在使用了SPAD的光检测器中，能够对SPAD的检测灵敏度，更具体而言对SPAD的光子检测灵敏度进行温度补偿。

本公开的一个方面的光检测器具备检测部、监视器用SPAD、电流源以及电压生成部。

检测部构成为具备SPAD，并对SPAD施加反向偏压来进行光检测。另外，监视器用SPAD是具有与构成检测部的SPAD同样的特性的SPAD。

通过电流源向监视器用SPAD供给恒定电流，从而使监视器用SPAD以盖革模式进行动作。如果使监视器用SPAD以盖革模式进行动作，则其两端间产生击穿电压，所以电压生成部基于根据该击穿电压设定的基准击穿电压、和规定的过电压，来生成施加到检测部的SPAD的反向偏压。

其结果为，检测部的SPAD被施加基于基准击穿电压和规定的过电压而生成的反向偏压，基准击穿电压被推定为是光子入射而击穿时的击穿电压。

因此，即使击穿电压根据SPAD的温度变化而变化，过电压也为大致规定的恒定电压，能够使SPAD对光子的检测灵敏度稳定。

换句话说，在利用SPAD的光检测器中，对SPAD施加超击穿电压的反向偏压，光子入射到SPAD，基于在SPAD发生击穿时流动的电流，输出检测信号。