在光通信领域，传输距离的增加对光接收机的灵敏度提出了越来越高的要求。高灵敏度光接收机多采用基于雪崩光电二极管(APD)的直接探测和相干探测技术，二者分别利用APD的内部雪崩增益和本振混频的相干增益对光信号进行放大。但这两种方案都会一定程度上引入一些额外噪声(APD的过剩噪声和本振光的相对强度噪声)，从而限制光接收机灵敏度的进一步提高。因此，研究光接收机噪声机制对于提升其灵敏度具有非常重要的意义。
　　武汉光电国家实验室（筹）光电子器件与集成功能实验室博士生文柯、涂俊杰，硕士生张诗伯及高晶在赵彦立老师的指导下，在已有的对APD暗电流(Yanli Zhao et al, 2011, Optics Express)、增益与噪声(Yanli Zhao et al, 2013, IEEE Transactions on Electron Devices)及对100 Gb/s相干光接收机(Lingjie Wang, Yanli Zhao et al, 2014, IEEE Photonics Technology Letters)的研究工作基础上，提出一种基于APD的新型相干光接收机。通过分析接收机前端探测器的噪声来源，构建了直接探测和相干探测接收机的信噪比模型；研究了APD各项参数对相干接收机灵敏度的影响。我们发现，在此系统中APD的过噪声因子F是接收机灵敏度的主要限制因素，而暗电流和增益的影响较小。从而进一步提出了一种基于过噪声因子F极小的InAs e-APD的相干光接收机。该相干接收机方案与传统光接收机比较，灵敏度可以达到光探测的量子极限。又因其对增益和本振光功率的要求很低，故可以很好地应用于高速接收系统和多光束探测系统。该项研究对APD的结构优化和高速、高灵敏光接收机的实现具有一定指导意义。
　　2015年6月，该项研究成果“ Design of a coherent receiver based on InAs electron avalanche photodiode for free-space optical communications”(应用于自由空间光通信中基于砷化铟电子雪崩光电二极管的相干接收机的设计）发表在IEEE Transactions on Electron Devices ( Vol.62, No.6, June, 2015 )上。
　　该研究得到了国家重大科技成果转化项目、武汉光电国家实验室主任基金以及华为创新研究计划等项目的资助。