USTC edistyy merkittävästi lyhyen aallon infrapuna-yksifotoni Lidarissa

Professori Liang Wangin työryhmä Kiinan tiede- ja teknologiayliopistossa (USTC) on edistynyt merkittävästi lyhytaaltoisessa infrapuna-yksifotoni LIDARissa, joka on kehitetty yhteistyössä Inquirer Quantum Co:n kanssa. Tutkimusryhmä on kehittänyt jokasään , suuren pyyhkäisykulman LIDAR-kuvausjärjestelmä, jossa käytetään itsenäisesti kehitettyä yhden fotonin ilmaisinpiiriä, yhteensopivia lukupiirejä ja yhdistettynä täyskuituiseen LIDARiin, mikä tarjoaa uraauurtavan menetelmän lyhytaaltoiseen infrapuna-yksifotonikuvaukseen ja sen ydinsirun valmisteluun, ja niihin liittyvät tulokset on tiivistetty otsikossa "Single-photon Depth Imaging Using a single-photon detector chip". Fotonien syvyyskuvaus käyttämällä valoilmaisinta lankaliitoksen sammutusvastuksen kanssa." Vastaavat tulokset on julkaistu tunnetussa ilmaisimien alan lehdessä, IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Yhden fotonin lidar-teknologialla on keskeinen rooli kaukokartoituksessa, autonomisessa ajamisessa ja UAV-navigaatiossa. Hyödyntämällä aikakorreloitua yksittäisfotonilaskentaa (TCSPC), tämä tekniikka pystyy erittäin korkean resoluution ja pitkän kantaman kohteen havaitsemiseen, jolla on suuri potentiaali ja jota käytetään laajalti sotilas-, ilmailu-, ympäristöseurannassa ja muilla aloilla. Niistä 1550 nm:n kaistalla oleva LIDAR, jolla on hyvä ilmakehän välityskyky ja joka on turvallinen ihmissilmälle, on nykyisen tutkimuksen kohteena.
Tutkimusryhmä sai InGaAs-yksifotoni-ilmaisimen toimimaan vapaasti pyörivässä tilassa paremmalla optoelektronisella suorituskyvyllä optimoidun lukupiirin alaisena kultalankasidoksen sammutusvastuksen avulla sirupakkausprosessin aikana. Yksifotoninen ilmaisinmoduuli saavuttaa alhaisen 3,96 %:n jälkipulssin todennäköisyyden ja 0,9 KHz:n pimeyden laskentataajuuden 243 K:n käyttölämpötilassa ja 5 μs:n kuolleessa ajassa. Samaan aikaan moduuli saavuttaa 3 km:n syvyyskuvauksen sumuisessa säässä alhaisella pulssilaserteholla (5mW@40KHz) LiDAR-järjestelmässä. Lisäksi tutkimusryhmä on toteuttanut täyden lokalisoinnin ja itsenäisen kehityksen LIDARin ydinsiru- ja lukupiiristä koko LIDAR-järjestelmään, mikä on erittäin tärkeää kotimaisen lyhytaaltoisen infrapuna-pitkän kantaman yhden fotonin LIDARin edistämisessä.

Kuva 1 Yhden fotonin lidarjärjestelmä ja kuvantamistulokset
Professori Liang Wang Optiikan ja optisen tekniikan osastolta Kiinan tiede- ja teknologiayliopistosta (USTC) on vastaava kirjoittaja, ja tohtori Yingmei Liu, tohtori, on ensimmäinen kirjoittaja. Tätä tutkimusta rahoitti Anhuin maakunnan tiede- ja teknologiaosasto, ja sitä tuki myös Kiinan tiede- ja teknologiayliopiston fysiikan korkeakoulu (USTC), Kiinan 38. tutkimusinstituutin elektroniikkatieteen ja teknologian ryhmä (CESTG). , USTC:n Micro-Nano Research and Manufacturing Center (CMSM) ja Kiinan tiedeakatemian Kvanttitiedon Key Laboratory (KLQI).