USTC gör betydande framsteg inom kortvågig infraröd enkelfoton Lidar

Prof. Liang Wangs team vid University of Science and Technology of China (USTC) har gjort betydande framsteg inom kortvågig infraröd enkelfoton LIDAR, som utvecklades i samarbete med Inquirer Quantum Co. Forskargruppen har utvecklat en allväder , LIDAR-avbildningssystem med stor skanningsvinkel genom att använda ett oberoende utvecklat enfotondetektorchip, matchande avläsningskretsar, och kombinera med en helfiber-LIDAR, vilket ger en banbrytande metod för kortvågig infraröd enkelfotonavbildning och dess kärnchipsförberedelse, och de relaterade resultaten sammanfattas i titeln "Single-photon Depth Imaging Using a single-photon detector chip". Photon Depth Imaging med hjälp av en fotodetektor med ett trådbindande härdningsmotstånd." De relaterade resultaten har publicerats i den berömda tidskriften inom detektorområdet, IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Single-photon lidar-teknologi spelar en nyckelroll i fjärranalys, autonom körning och UAV-navigering. Genom att använda tidskorrelerad enkelfotonräkning (TCSPC) kan denna teknik detektera ultrahög upplösning och långdistansmål, vilket har stor potential och används i stor utsträckning inom militär, rymd, miljöövervakning och andra områden. Bland dem är LIDAR i 1550nm-bandet, som har bra atmosfärisk överföringsprestanda och är säkert för mänskliga ögon, i fokus för aktuell forskning.
Forskargruppen fick InGaAs singelfotondetektorn att fungera i frikörningsläge med bättre optoelektronisk prestanda under den optimerade avläsningskretsen med hjälp av släckningsmotstånd för guldtrådsbindning under chipförpackningsprocessen. Enkelfotondetektormodulen uppnår en låg efterpulssannolikhet på 3,96 % och en mörkräkningshastighet på 0,9 KHz vid en driftstemperatur på 243 K och en dödtid på 5 μs. Samtidigt uppnår modulen en djupavbildning på 3 km i dimmigt väder med låg pulslasereffekt (5mW@40KHz) i ett LiDAR-system. Dessutom har forskargruppen insett den fullständiga lokaliseringen och den oberoende utvecklingen från kärnchippet och avläsningskretsen för LIDAR till hela LIDAR-systemet, vilket är av stor betydelse för att främja den inhemska kortvågiga infraröda långdistansen enfoton LIDAR.

Figur 1 Figur 1. Single-photon lidar system och bildbehandlingsresultat
Prof. Liang Wang vid institutionen för optik och optisk teknik, University of Science and Technology i Kina (USTC), är motsvarande författare till artikeln, och doktor Yingmei Liu, doktorand, är den första författaren till artikeln. Denna forskning finansierades av Institutionen för vetenskap och teknik i Anhui-provinsen och stöddes även av School of Physics vid University of Science and Technology of China (USTC), Kinas 38:e forskningsinstitut för elektronisk vetenskap och teknologi (CESTG) , Center for Micro-Nano Research and Manufacturing (CMSM) vid USTC och Key Laboratory of Quantum Information (KLQI) vid den kinesiska vetenskapsakademin.