少光子灵敏度精密激光测距方法及验证

少光子灵敏度精密激光测距方法及验证

论文摘要

针对传统线性探测激光能量需求高、光子计数难以区分信号和噪声的特点,提出了一种基于少光子的高精度激光测距方法。利用硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)作为回波探测器,并对脉冲测距系统的回波响应模型、噪声特性以及测距精度进行分析。搭建了实验验证系统,实现了在激光波长为532 nm、能量为10 nJ的条件下,对107.86 m处的面目标进行测距。实验结果表示,系统的噪声为随机分布,且噪声幅度不超过3个像元同时响应量级,鉴别阈值略大于该值时,即可清晰地分辨出信号和噪声;对于包含32个光子的回波信号,探测器中发生雪崩像元的个数约为4个,此时系统测距精度达到3σ=3 cm。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 少光子测距方法原理
  •   1.1 激光回波理论
  •   1.2 SiPM响应模型
  •   1.3 噪声特性
  •   1.4 精度分析
  • 2 系统设计
  • 3 实验结果及分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘鸿彬,李铭,舒嵘,胡以华,黄庚华

    关键词: 激光测距,少光子,高精度

    来源: 红外与激光工程 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室,中国科学院大学,脉冲功率激光技术国家重点实验室

    基金: 国家863计划(2015AA123801)

    分类号: TN249

    页码: 93-99

    总页数: 7

    文件大小: 656K

    下载量: 172

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