USTC досягає значного прогресу в короткохвильовому інфрачервоному однофотонному лідарі

Команда професора Лян Ванга з Науково-технічного університету Китаю (USTC) досягла значного прогресу в короткохвильовому інфрачервоному однофотонному ЛІДАРі, який був розроблений у співпраці з Inquirer Quantum Co. Дослідницька група розробила всепогодний пристрій. , система візуалізації LIDAR з великим кутом сканування за допомогою незалежно розробленого чіпа однофотонного детектора, узгоджених схем зчитування та поєднання з повністю волоконним LIDAR, забезпечуючи новаторський метод короткохвильового інфрачервоного однофотонного зображення та підготовки його основного чіпа, і відповідні результати підсумовані в назві «Однофотонна глибинна візуалізація з використанням однофотонного детектора». Глибинне фотонне зображення за допомогою фотодетектора з гасильним резистором із дротяним зв’язком». Відповідні результати були опубліковані у відомому журналі в галузі детекторів IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Технологія однофотонного лідара відіграє ключову роль у дистанційному зондуванні, автономному керуванні та навігації БПЛА. Використовуючи корельований у часі підрахунок одиночних фотонів (TCSPC), ця технологія забезпечує надвисоку роздільну здатність і виявлення цілей на великій відстані, що має великий потенціал і широко використовується у військовій, аерокосмічній сфері, моніторингу навколишнього середовища та інших сферах. Серед них LIDAR у діапазоні 1550 нм, який має гарну атмосферну пропускну здатність і безпечний для очей людини, є центром поточних досліджень.
Дослідницька група змусила однофотонний детектор InGaAs працювати у вільному режимі з кращими оптоелектронними характеристиками в оптимізованій схемі зчитування за допомогою опору гасіння з’єднання золотого дроту під час процесу упаковки мікросхеми. Модуль однофотонного детектора досягає низької ймовірності після імпульсу 3,96% і темнової швидкості рахунку 0,9 кГц при робочій температурі 243 К і мертвому часі 5 мкс. У той же час модуль забезпечує глибину зображення 3 км у туманну погоду з низькою потужністю імпульсу лазера (5 мВт при 40 кГц) у системі LiDAR. Більше того, дослідницька група здійснила повну локалізацію та незалежну розробку від основного чіпа та схеми зчитування LIDAR до всієї системи LIDAR, що має велике значення для просування внутрішнього короткохвильового інфрачервоного далекобійного однофотонного LIDAR.

Рисунок 1. Однофотонна лідарна система та результати візуалізації
Професор Лян Ван з Департаменту оптики та оптичної інженерії Університету науки і технологій Китаю (USTC) є відповідальним автором статті, а доктор Інмей Лю, аспірант, є першим автором статті. Це дослідження фінансувалося Департаментом науки і технологій провінції Аньхой, а також за підтримки Школи фізики Університету науки і технологій Китаю (USTC), 38-го науково-дослідного інституту Китайської групи електронних наук і технологій (CESTG) , Центр досліджень і виробництва мікронано (CMSM) USTC і Ключова лабораторія квантової інформації (KLQI) Китайської академії наук.