光電探測器是將光信號轉變成電信號的一個半導體元件，是很多很多應用的關鍵核心部件。對于這個普通探測器來說，我們現在國產化率比較高。但是對于高端的，比方說極微弱光的探測，如納瓦級的光的探測，還需要用到高端探測器，目前我們國內主要是依賴進口。這些光電探測器在很多國際核心領域，有很多應用，本項目主要是針對這些高端半導體探測器來開展研發和銷售。

單光子探測是進行（超）微弱光檢測必不可少的技術手段，在諸多領域如量子信息處理、三維成像、激光雷達、光時域發射計、熒光壽命測量等有廣泛的應用需求。單光子探測器件和技術研究是當前最為重要的研究方向之一，APD單光子探測器件及系統的研究占據重要地位。當前通信波段的單光子探測技術主要分三類：光電倍增管、超導單光子探測器和蓋革模式下的半導體雪崩光電二極管。光電倍增管基于電子倍增機制，器件需要在高偏壓下工作，器件的探測效率(PDE)和噪聲性能很差，基本處于即將被淘汰的階段。超導單光子探測器基于超導相變機制，主要采用超導納米線單光子探測器方案，其暗計數率(DCR)低、時間分辨好、計數率高，但需要超低溫制冷，造成整個系統成本較高、體積較大，難以在實用化中廣泛應用。基于半導體材料的APD單光子探測器件具有成本低、體積小、無需超低溫制冷等優勢，適合于實用化需求，這也成為目前單光子探測領域的主流方向和廣泛采用的方案。

單從APD器件的角度來看，目前國內的整體研究水平跟國外最好水平相比存在著巨大差距，器件噪聲偏高，難以應用于量子通信系統。近來，國外已經開始限制高性能APD器件對我國的出口。因此，為了擺脫APD器件受制于人的局面，我國必須從源頭進行自主創新。

以激光雷達為例，來簡單介紹一下我們這個高靈敏度探測器應用場景。激光雷達是很多智能設備，比方說無人駕駛、無人機、智能機器人等一些關鍵設備的眼睛。是用來探測前方障礙物，幫助這些機器判斷前方障礙物等，之前這些關鍵的設備因為激光雷達的成本非常高，像谷歌和百度推出的無人駕駛車它上面頂著一個大花棚，這個激光雷達呢，它的價格高達幾十萬，所以它現在沒有推廣。那么未來隨著激光雷達的技術進步，相信在未來幾年將是一個爆發式的發展。有機構預測到2032年的時候，會達到280億美元。其中我們探測器大約占到激光雷達設備的10%的成本，也就是說到2032年的時候，我們有28億美元的市場。但是目前我們在這方面的應用都是依賴進口，所以我們想依托我們團隊的技術實現進口的替代。

在過去的幾十年里，光電探測技術的發展帶動了整個光電信息產業的突破，包括通信領域、成像領域、傳感領域等等。其中，微弱光探測的實現尤為重要，它更新了現有的各類信息手段，全面提高了長距離光纖通訊、軍事偵察、航天航空、生物醫學等技術領域的探測能力。在能夠實現微弱光探測的光電探測器中，雪崩光電二極管（APD）由于其具有高靈敏度、高增益、技術成熟、能夠在較高溫度下使用等特性，成為了在微弱光探測領域一項極為重要的應用，并受到國內外科學研究者的高度重視，本團隊在該領域目前已經實現了技術突破并掌握了國際領先水平的自主知識產權。

本項目針對單光子探測發展新型APD，研究顯著降低材料缺陷和提升器件性能的有效途徑和手段，探索自組裝垂直生長和波導型混合集成技術，通過減少器件的有效探測面積，極大減小熱噪聲、缺陷暗電流和電容，從而研制出微納尺度的高速、低噪APD單光子探測器件。通過上述技術途徑最終實現高速、低噪APD單光子探測器件的制備，以期從根本上提升APD單光子探測器件的性能，打破核心器件受制于人的局面，對我國占領APD器件及單光子探測系統這兩塊技術制高點，推動量子通信技術走向規模化應用具有重要戰略意義。

本團隊通過材料能帶結構、電場分布和“死區”設計，成功研制出控制局域離化實現倍增的方法，降低整體結構的離化率比，減小噪聲。成功研制出級聯結構和吸收增強結構的APD器件。成功研制出以InAlAs為倍增材料的APD器件，減小了倍增過程產生的噪聲。成功研制出微納尺度器件結構，通過減小器件尺寸顯著降低器件的缺陷數量、降低結電容和寄生電容、減少雪崩建立時間等手段，有效抑制APD單光子探測器件的暗計數與后脈沖。通過優化設計新型器件結構，研制APD器件及陣列。成功研制出集成了限流電阻的負反饋型APD器件，大幅抑制后脈沖效應。

產品1：高性能III-V單光子APD器件（1.55微米高性能化合物半導體APD器件，性能已達到市場上進口商品的同等水平）；

產品2：硅基探測器。硅是最好的雪崩倍增材料,基于硅的APD具有高靈敏度，能大幅降低系統傳輸光功率，節約接入網系統傳輸能耗。

目前團隊已經開拓硅基探測器芯片的設計及流片；生長出低位錯密度的硅基異質材料，實現了芯片的小批量銷售；開展了InGaAs/InP產品設計及流片；開展芯片的封測、芯片設計等服務；帶尾纖的探測器芯片的響應度實現大于5A/W；具備芯片封測能力、可提供芯片可靠性測試的服務、可提供各種光學薄膜的性能測試及鍍膜服務。本項目累計榮獲國家發明專利3項、在申請專利10余項；累計發表國際國內相關專著和核刊成果近100余項；省部級重大科研成果和國家級重點實驗項目20余項……立足科研成果轉化和師生共創開展項目。

本團隊目前已經在實驗室實現了產品中試和批量生產，公司（北京探銳科技有限公司）成立之后，主要是做宣傳推廣，還會拓展微光夜視成像芯片設計、加工及銷售服務，未來也面對光電產品的一些外圍產品的一些服務等。本項目針對單光子探測發展新型APD，研究顯著降低材料缺陷和提升器件性能的有效途徑和手段，研制出微納尺度的高速、低噪APD單光子探測器件，以期從根本上提升APD單光子探測器件的性能，打破核心器件受制于人的局面，對我國占領APD器件及單光子探測系統這兩塊技術制高點有戰略意義。

公司采用產學研相結合的方式，采用實驗室材料及器件結構設計、實驗室材料生長及器件制備、公司進行封裝測試銷售相結合的手段，開展高端探測器的產業化。公司初創期間采用產學研相結合的方式，芯片的生產是利用團隊現有的實驗室技術，在實驗室生產。公司是進行宣傳包裝、銷售。未來規劃方面，拓展業務范圍，預計在2024年能夠實現億元的銷售額。