Protocols for Healing Radiation-Damaged Single-Photon Detectors Suitable for Space Environment
Notice bibliographique
Résumé
Photon detectors based on single-photon avalanche photodiodes (SPADs) are well-suited for satellite-based quantum communication because of their advantageous operating characteristics as well as their relatively straightforward and robust integration into satellite payloads. However, space-borne SPADs will encounter damage from space radiation, which usually manifests itself in the form of elevated dark counts. Methods for mitigating this radiation damage have been previously explored, such as thermal and optical (laser) annealing. Here we investigate in a laboratory, using a CubeSat payload, laser annealing protocols in terms of annealing laser power and annealing duration, for their possible later use in orbit. Four Si SPADs (Excelitas SLiK) irradiated to an equivalent of 10 years in low Earth orbit (LEO) exhibit very high dark count rates (DCRs) (>300 kcps at −22 °C operating temperature) and significant saturation effects. We show that annealing them with optical power between 1 and 2 W yields reduction in DCR by a factor of up to 48, as well as regaining SPAD sensitivity to a very faint optical signal (on the order of single photon) and alleviation of saturation effects. Our results suggest that an annealing duration as short as 10 s can reduce dark counts, which can be beneficial for power-limited small-satellite quantum communication missions. Overall, annealing power appears to be more critical than annealing duration and number of annealing exposures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».