高速激光测距使用近红外线的线性/盖格双模式探测器与InGaAs/InP SPAD
Optics express
|August 13, 2025
概括
这项研究引入了一种线性/盖格双模式光子探测器,用于近红外光探测和测距 (LiDAR). 这种新型探测器增强了动态范围,并实现了高信号噪声比的长距离范围.
科学领域:
- 光子学和光学工程 光子学和光学工程
- 半导体设备 半导体设备
- 激光技术 激光技术 激光技术
背景情况:
- 近红外光检测和测距 (LiDAR) 面临的挑战是目标信号和背景噪声的巨大变化.
- 现有的探测器往往缺乏适应各种环境条件所需的动态范围.
研究的目的:
- 为近红外LiDAR应用开发一种新的线性/盖格双模式检测方法.
- 为了提高 LiDAR 系统中光子检测的动态范围和性能.
主要方法:
- 设计了两个结构,集成了使用InGaAs雪崩光二极管 (APD) 的主动火和传 impedance 放大器电路.
- 通过现场可编程门阵列 (FPGA) 和高速操作放大器实现快速偏差控制,用于双模式切换.
- 集成功能包括门禁,参数控制和与时间相关的单光子计数 (TCSPC).
主要成果:
- 成功演示了线性/盖格尔双模式检测,显著改善了光子检测的动态范围.
- 通过在双模式之间切换,实现高信号噪声比的激光测距结果高达52公里.
- 在实践激光测距实验中验证了探测器的性能.
结论:
- 开发的双模式近红外光子探测器有效地解决了LiDAR的动态范围限制.
- 这种高度集成的探测器适用于通信频段应用,要求回声光子数量和强大的性能具有很大的动态范围.
