USTC daro didelę pažangą trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių vieno fotono Lidar srityje

Prof. Liang Wang komanda iš Kinijos mokslo ir technologijos universiteto (USTC) padarė didelę pažangą trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių vieno fotono LIDAR srityje, kuri buvo sukurta bendradarbiaujant su Inquirer Quantum Co. Mokslininkų komanda sukūrė bet kokiu oru , didelio skenavimo kampo LIDAR vaizdo gavimo sistema, naudojant nepriklausomai sukurtą vieno fotono detektoriaus lustą, suderinančias nuskaitymo grandines ir derinant su visų skaidulų LIDAR, suteikiančiu novatorišką trumpųjų bangų infraraudonųjų vieno fotono vaizdo gavimo metodą ir jo pagrindinio lusto paruošimą, ir susiję rezultatai apibendrinti pavadinime „Vieno fotono gylio vaizdavimas naudojant vieno fotono detektoriaus lustą“. Fotonų gylio vaizdavimas naudojant fotodetektorių su vielos sujungimo gesinimo rezistoriumi." Susiję rezultatai buvo paskelbti žinomame detektorių žurnale IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Vieno fotono lidar technologija atlieka pagrindinį vaidmenį nuotolinio aptikimo, autonominio vairavimo ir UAV navigacijos srityse. Naudojant laiko koreliacinį pavienių fotonų skaičiavimą (TCSPC), ši technologija gali aptikti itin didelę skiriamąją gebą ir tolimojo taikinio aptikimą, o tai turi didelį potencialą ir yra plačiai naudojama karinėje, aviacijos, aplinkos stebėjimo ir kitose srityse. Tarp jų 1550 nm juostoje esantis LIDAR, kuris pasižymi geromis atmosferos perdavimo charakteristikomis ir yra saugus žmogaus akims, yra dabartinių tyrimų tikslas.
Tyrėjų komanda privertė InGaAs vieno fotono detektorių veikti laisvo veikimo režimu su geresniu optoelektroniniu našumu optimizuotoje nuskaitymo grandinėje, naudojant auksinės vielos sujungimo gesinimo varžą lusto pakavimo proceso metu. Vieno fotono detektoriaus modulis pasiekia mažą 3,96 % impulso tikimybę ir 0,9 KHz tamsos skaičiavimo dažnį, kai darbinė temperatūra yra 243 K ir 5 μs negyvas laikas. Tuo pačiu metu modulis pasiekia 3 km gylio vaizdą ūkanotu oru su maža impulsų lazerio galia (5mW@40KHz) LiDAR sistemoje. Be to, tyrimų grupė įgyvendino visišką lokalizaciją ir nepriklausomą plėtrą nuo LIDAR pagrindinės lusto ir nuskaitymo grandinės iki visos LIDAR sistemos, o tai yra labai svarbu skatinant vietinį trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių ilgo nuotolio vieno fotono LIDAR.

1 pav. Vieno fotono lidaro sistema ir vaizdo gavimo rezultatai
Prof. Liang Wang iš Kinijos mokslo ir technologijos universiteto (USTC) Optikos ir optinės inžinerijos katedros yra atitinkamas šio straipsnio autorius, o doktorantas dr. Yingmei Liu yra pirmasis šio straipsnio autorius. Šį tyrimą finansavo Anhui provincijos mokslo ir technologijų departamentas, taip pat remia Kinijos mokslo ir technologijų universiteto Fizikos mokykla (USTC), 38-asis Kinijos elektroninių mokslų ir technologijų tyrimų institutas (CESTG). , USTC mikronano tyrimų ir gamybos centras (CMSM) ir Kinijos mokslų akademijos pagrindinė kvantinės informacijos laboratorija (KLQI).