基于64×64 InGaAs/InP阵列探测器和Risley-prism扫描仪的近红外单光子3D成像LiDAR的开发

科学领域:

• 光子学 是一个光子学.
• 遥感 遥感 遥感 遥感
• 光学工程是指光学工程.

背景情况:

• 由于背景噪音,传统的激光雷达系统在白天运行时面临限制.
• 同时实现高分辨率和远程3D成像是一个重大挑战.

研究的目的:

• 开发一种近红外单光子激光雷达系统,用于白天远程高分辨率3D成像.
• 为了提高系统区分信号光子和背景噪声的能力.
• 为了展示基于数组的激光雷达与图像侧扫描的功能.

主要方法:

• 设计了一个带有64x64阵列探测器的激光雷达系统,使用Geiger模式的InGaAs/InP雪崩光二极管.
• 集成了一个里斯利镜头扫描仪,用于6度圆形视野.
• 使用狭窄脉冲激光 (1064nm,0.5mJ脉冲能量) 和精确校准技术.
• 开发了一个空间域本地统计过框架,用于降低噪音.

主要成果:

• 在1064nm时实现的单光子检测效率>15%.
• 展示了高达大约6公里的3D成像能力.
• 获得了28弧秒的扫描分辨率.
• 成功地将白天背景噪声光子与信号光子分开.

结论:

• 开发的基于阵列的单光子激光雷达系统有效地在白天执行远程,高分辨率的3D成像.
• 该系统的噪声过框架显著提高了在各种照明条件下成像效率.
• 图像侧扫描技术在分辨率,视野和检测范围方面具有优势.