摘要
单光子雪崩二极管（SPAD）凭借单光子级灵敏度与皮秒级时间分辨率，已成为量子通信、时间相关单光子计数等前沿领域的核心探测器。本文基于Photonics期刊近期发表的综述文章《Recent Developments in Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) Technologies: From Device Engineering to Optimized Photonic Performance in Quantum Communication》，系统梳理SPAD技术在结区构型优化、雪崩淬灭方案、阵列集成及CMOS兼容制造等方面的最新进展。这些器件层面的突破直接推动了光谱响应向近红外扩展，并实现了对暗计数率、后脉冲效应与时间抖动的系统性抑制。文章进一步分析SPAD性能提升对量子密钥分发系统保真度的决定性影响，最后展望混合材料平台与智能淬灭控制等未来方向。
关键词：单光子雪崩二极管；量子通信；暗计数率；时间抖动；CMOS兼容工艺
一、引言
单光子探测技术是量子信息科学的基础支撑。在量子密钥分发（QKD）系统中，探测器的性能直接决定了安全密钥生成速率与传输距离；在时间相关单光子计数（TCSPC）中，时间分辨率主导着荧光寿命测量与飞行时间测距的精度极限。SPAD工作于盖革模式，即偏置电压高于击穿电压，单个光子吸收即可触发自持雪崩，产生宏观可测电流脉冲。这种内部增益机制使其具备单光子灵敏度，而雪崩建立时间的随机性则决定了其时间抖动特性。
量子通信对SPAD提出了近乎苛刻的要求：高探测效率以确保密钥率、低暗计数率以降低误码率、短死时间以承受高计数率、以及优异的时序稳定性以保障时间编码协议的正确
