概括
本研究介绍了一种新型的同轴单光子激光雷达系统,使用衍射光学元件 (DOE) 来提高激光器的能量效率. 该系统实现100米和180米的3D成像,克服了传统SPAD阵列的局限性.
科学领域:
- 光子学和光学工程 光子学和光学工程
- 激光雷达技术 (LiDAR) 是一种技术.
- 探测器系统 探测器系统
背景情况:
- 带有集成时间到数字转换器 (TDC) 电路的单光子雪崩二极管 (SPAD) 阵列适用于成像LiDAR.
- 在SPAD阵列中的低填充因子限制了传统LiDAR系统中高效的激光能量利用.
- 现有的系统在能源效率和远距离目标的分辨率方面扎.
研究的目的:
- 设计一个可重新配置的同轴单光子LiDAR系统.
- 通过使用衍射光学元件 (DOE) 提高激光能效和成像分辨率.
- 为了实现不同距离目标的3D成像.
主要方法:
- 设计了一个同轴LiDAR系统,将SPAD阵列与DOE和光束扩展器集成在一起.
- 将激光束成形成一个点矩阵,精确匹配DOE点束分歧与SPAD阵列的视野 (FOV).
- 实现了同轴结构,用于不同目标距离的可重新配置望远镜系统.
主要成果:
- 与扩散照明相比,输出能量利用率大约增加了100倍.
- 通过使用活动区域作为最小像素,启用子像素扫描以获得更高分辨率的图像.
- 成功演示了100米和180米的目标的3D成像,使用不同的望远镜配置.
结论:
- 开发的同轴单光子LiDAR系统显著提高了激光能效和成像分辨率.
- 该系统的可重新配置性质允许在不同距离的目标进行有效的3D成像.
- 这种方法克服了在LiDAR应用中SPAD阵列的关键局限性.
