论
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单光子雪崩二极管（SPAD）工作在盖革模式：偏压超过击穿电压，一个光子就能触发一次雪崩，输出一个可计数的脉冲。原理听起来简单，真正把它用在激光雷达、量子通信或荧光寿命测量里，工程师最先撞上的两道坎是死时间和后脉冲——它们共同决定了探测器的最大计数率和测量可信度。
死时间是指一次雪崩之后，探测器需要多长时间才能恢复到可以探测下一个光子的状态。雪崩发生后，必须先把偏压拉到击穿电压以下淬灭雪崩，再重新充到工作偏压，这个过程就是死时间。被动淬灭电路简单便宜，但死时间可达微秒量级；主动淬灭电路用高速比较器和开关主动拉低偏压，能把死时间压到几十纳秒。死时间的直接后果是计数饱和：入射光子率越高，丢失的比例越大，实测计数率会偏离真实光子率，严重时出现“越亮数得越少”的反常现象。做定量测量时，必须用死时间模型做修正，否则高光强下的数据全是错的。
后脉冲是另一类陷阱。雪崩过程中，部分载流子被器件缺陷俘获，延迟释放后又触发一次新的雪崩，产生一个与真实光子无关的假计数。后脉冲概率随过偏压升高而增大，随温度降低而增大——因为低温下载流子被俘获后停留时间更长。抑制办法有两种：延长保持时间，让被俘获的载流子在探测器恢复前先释放掉；或者降低过偏压，代价是探测效率下降。两者都是在探测效率、暗计数和后脉冲之间的取舍，没有免费的午餐。
选型与使用上有三条经验。第一，看应用定指标：激光雷达测距看重时间抖动和死时间，量子密钥分发看重暗计数和后脉冲概率，荧光寿命测量则三者都要兼顾。第二，标称探测效率要和过偏压、温度一起看，同一只 SPAD 在不同工作点下效率、暗计数、后脉冲可以差出数倍。第三，系统标定时要用已知光强的弱光源实测计数线性，先找到饱和拐点，再定工作光强范围。
一句话总结：SPAD 不是“能数单光子就够了”，死时间管的是上限，后脉冲管的是可信度。把这两笔账算清，单光子探测才算真正进了工程。
死时间是指一次雪崩之后，探测器需要多长时间才能恢复到可以探测下一个光子的状态。雪崩发生后，必须先把偏压拉到击穿电压以下淬灭雪崩，再重新充到工作偏压，这个过程就是死时间。被动淬灭电路简单便宜，但死时间可达微秒量级；主动淬灭电路用高速比较器和开关主动拉低偏压，能把死时间压到几十纳秒。死时间的直接后果是计数饱和：入射光子率越高，丢失的比例越大，实测计数率会偏离真实光子率，严重时出现“越亮数得越少”的反常现象。做定量测量时，必须用死时间模型做修正，否则高光强下的数据全是错的。
后脉冲是另一类陷阱。雪崩过程中，部分载流子被器件缺陷俘获，延迟释放后又触发一次新的雪崩，产生一个与真实光子无关的假计数。后脉冲概率随过偏压升高而增大，随温度降低而增大——因为低温下载流子被俘获后停留时间更长。抑制办法有两种：延长保持时间，让被俘获的载流子在探测器恢复前先释放掉；或者降低过偏压，代价是探测效率下降。两者都是在探测效率、暗计数和后脉冲之间的取舍，没有免费的午餐。
选型与使用上有三条经验。第一，看应用定指标：激光雷达测距看重时间抖动和死时间，量子密钥分发看重暗计数和后脉冲概率，荧光寿命测量则三者都要兼顾。第二，标称探测效率要和过偏压、温度一起看，同一只 SPAD 在不同工作点下效率、暗计数、后脉冲可以差出数倍。第三，系统标定时要用已知光强的弱光源实测计数线性，先找到饱和拐点，再定工作光强范围。
一句话总结：SPAD 不是“能数单光子就够了”，死时间管的是上限，后脉冲管的是可信度。把这两笔账算清，单光子探测才算真正进了工程。