LiDAR sincrónico de un solo fotón con un rango de hasta dos disparos por ciclo de pulso

Área de la Ciencia:

• Fotónica y detección óptica.
• Tecnología LiDAR Tecnología LiDAR.
• Procesamiento de señales Procesamiento de señales.

Sus antecedentes:

• Los sistemas LiDAR (Light Detection and Ranging) basados en un diodo de avalancha de un solo fotón (SPAD) están limitados por errores de acumulación en el flujo de fotones de alto eco debido al tiempo muerto de SPAD.
• El alcance preciso y rápido es esencial para la expansión de las aplicaciones LiDAR de un solo fotón en teledetección y conducción autónoma, que requieren una compensación efectiva del tiempo muerto.

Objetivo del estudio:

• Investigar y proponer métodos de compensación de tiempo muerto para el LiDAR de rango de fotón único sincrónico que opera con capacidades de detección de fotones múltiples.
• Para abordar el desafío del flujo de fotones de eco de amplio rango dinámico en los detectores de matriz SPAD.

Principales métodos:

• Investigación experimental de un sistema LiDAR sincrónico de alcance de un solo fotón capaz de detectar hasta dos fotones por ciclo de láser.
• Desarrollo de algoritmos de compensación de tiempo muerto basados en el modelado avanzado del proceso de detección de fotones.

Principales resultados:

• El método propuesto de compensación de tiempo muerto redujo el error de alcance a menos de 4,2 cm utilizando un pulso láser de 3,5 ns.
• El error de alcance no compensado alcanzó un máximo de 17,96 cm, destacando la efectividad de la técnica de compensación.

Conclusiones:

• El método de compensación de tiempo muerto desarrollado mejora significativamente la precisión del rango en los sistemas LiDAR de un solo fotón.
• Este enfoque ofrece una referencia valiosa para el diseño de sistemas LiDAR que equilibren la eficiencia de detección y las limitaciones de hardware.