面向天基量子通信的硅基单光子雪崩光电二极管辐射损伤缓解：立方体卫星退火测试模块设计与地面性能验证

《IEEE Transactions on Quantum Engineering》：A CubeSat single-photon detector module to facilitate on-orbit laser annealing for radiation damage mitigation

　　广泛应用于天基量子通信载荷的硅基单光子雪崩光电二极管（SPADs），由于质子辐射引起的有源区内位移损伤累积，导致暗计数率（DCR）增加，这可能使器件无法用于量子通信协议。一种已知的缓解策略是激光退火，先前的研究表明，约1 W光功率的激光照射可以显著降低地面设施辐照的SPADs的DCR。这种方法非常有效，但尚未在太空中实施。在这里，我们提出了一种立方体卫星（CubeSat）形式因子探测器模块的设计，用于在轨测试四个硅SPAD样品的激光和热退火，以评估该技术在低地球轨道持续辐射暴露下的可行性。我们报告了该模块在热真空测试中的详细设计和地面性能。这种模块化设计能够实现未来的在轨演示和量子通信载荷中的操作使用。