USTC, Kısa Dalga Kızılötesi Tek Fotonlu Lidar Teknolojisinde Önemli İlerleme Kaydediyor

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (USTC) Prof. Liang Wang'ın ekibi, Inquirer Quantum Co. ile işbirliği içinde geliştirilen kısa dalga kızılötesi tek fotonlu LIDAR'da önemli ilerleme kaydetti. Araştırma ekibi, her türlü hava koşuluna uygun bir sistem geliştirdi. Bağımsız olarak geliştirilen tek fotonlu dedektör çipi, eşleşen okuma devreleri kullanan ve tamamen fiber LIDAR ile birleştiren geniş tarama açılı LIDAR görüntüleme sistemi, kısa dalga kızılötesi tek fotonlu görüntüleme ve çekirdek çip hazırlığı için öncü bir yöntem sağlar. ve ilgili sonuçlar "Tek fotonlu dedektör çipi kullanılarak Tek foton Derinlikli Görüntüleme" başlığında özetlenmiştir. Tel Bağlama Söndürme Dirençli bir Fotodetektör Kullanarak Foton Derinliği Görüntüleme." İlgili sonuçlar, dedektörler alanında ünlü bir dergi olan IEEESensorsJournal'da yayınlandı. IEEESensorsJournal.
Tek fotonlu lidar teknolojisi, uzaktan algılama, otonom sürüş ve İHA navigasyonunda önemli bir rol oynamaktadır. Zamanla ilişkili tek foton sayımı (TCSPC) kullanan bu teknoloji, büyük bir potansiyele sahip olan ve askeri, havacılık, çevresel izleme ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılan ultra yüksek çözünürlük ve uzun menzilli hedef tespit yeteneğine sahiptir. Bunlar arasında iyi bir atmosferik iletim performansına sahip olan ve insan gözü için güvenli olan 1550nm bandındaki LIDAR, mevcut araştırmaların odak noktasını oluşturmaktadır.
Araştırma ekibi, InGaAs tek fotonlu dedektörün, çip paketleme işlemi sırasında altın tel bağlama söndürme direnci aracılığıyla optimize edilmiş okuma devresi altında daha iyi optoelektronik performansla serbest çalışma modunda çalışmasını sağladı. Tek fotonlu dedektör modülü, 243 K çalışma sıcaklığında ve 5 μs ölü zamanda %3,96'lık düşük bir darbe sonrası olasılığına ve 0,9 KHz'lik bir karanlık sayım oranına ulaşır. Modül aynı zamanda LiDAR sisteminde düşük darbeli lazer gücü (5mW@40KHz) ile sisli havalarda 3km derinlikte görüntüleme elde etmektedir. Ayrıca araştırma ekibi, LIDAR'ın çekirdek çipi ve okuma devresinden tüm LIDAR sistemine kadar tam yerelleştirmeyi ve bağımsız gelişimi gerçekleştirdi; bu, yerli kısa dalga kızılötesi uzun menzilli tek fotonlu LIDAR'ı tanıtmak için büyük önem taşıyor.

Şekil 1 Tek fotonlu lidar sistemi ve görüntüleme sonuçları
Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) Optik ve Optik Mühendisliği Bölümü'nden Prof. Liang Wang, makalenin ilgili yazarıdır ve doktora öğrencisi Dr. Yingmei Liu, makalenin ilk yazarıdır. Bu araştırma Anhui Eyaleti Bilim ve Teknoloji Bölümü tarafından finanse edildi ve aynı zamanda Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC) Fizik Okulu ve Çin Elektronik Bilim ve Teknoloji Grubu 38. Araştırma Enstitüsü (CESTG) tarafından da desteklendi. , USTC Mikro-Nano Araştırma ve Üretim Merkezi (CMSM) ve Çin Bilimler Akademisi Kuantum Bilgisi Anahtar Laboratuvarı (KLQI).