本文關(guān)鍵詞：多光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單光子探測(cè)器為量子調(diào)控、激光遙感和超靈敏光譜等重大科學(xué)研究提供重要的探測(cè)器件,是發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的尖端高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)。然而,在測(cè)距的實(shí)際應(yīng)用中,傳統(tǒng)的單光子探測(cè)器雖然具有高靈敏度,卻會(huì)因?yàn)轱柡陀?jì)數(shù)率低而無(wú)法探測(cè)大強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍的回波信號(hào),因而無(wú)法適應(yīng)大距離動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。并且基于單光子探測(cè)器的激光測(cè)距由于現(xiàn)有技術(shù)的限制,測(cè)量速度慢,不利于實(shí)現(xiàn)大范圍快速測(cè)量。本文提出具有兩種工作模式的硅雪崩光電二極管(Si APD)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍激光測(cè)距。通過改變加載在APD上的偏置電壓,完成探測(cè)器在線性模式與蓋革模式間的轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)平均光子數(shù)超過106大強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍的激光測(cè)距。并通過分析和補(bǔ)償測(cè)距中不同增益下APD探測(cè)光子的時(shí)間抖動(dòng)、峰值漂移和背景噪聲,提高了雙模式探測(cè)器在室內(nèi)30米與外場(chǎng)500米的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的測(cè)距精度,證明了這種新方法可以根據(jù)探測(cè)距離和背景環(huán)境進(jìn)行探測(cè)模式切換,光子脈沖探測(cè)的強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍超過6個(gè)數(shù)量級(jí),并且通過調(diào)節(jié)探測(cè)器的增益可以有效抑制背景光的干擾,提高探測(cè)的信噪比,從而實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍激光測(cè)距。在此基礎(chǔ)上,本文提出多光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距方法,通過使用達(dá)曼光柵將單束激光分束成一維光束陣列,在接收鏡頭焦平面采用光纖陣列將多光束的回波信號(hào)耦合到多通道單光子探測(cè)器,最后使用時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)方法實(shí)現(xiàn)多光束高精度激光測(cè)距。本文利用多通道單光子探測(cè)器提高探測(cè)靈敏度,降低激光能量,加快了測(cè)距的速度,實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)30米距離的10光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距,并且對(duì)光束間的串?dāng)_進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了光纖耦合單光子探測(cè)陣列應(yīng)用于多光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距的可行性。
【關(guān)鍵詞】：單光子探測(cè) 硅雪崩光電二極管 光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN249
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 研究背景9-13
• 第2章 雙模式探測(cè)器研制13-17
• 2.1 雙模式探測(cè)器介紹13-14
• 2.2 雙模式探測(cè)器測(cè)試與實(shí)驗(yàn)14-17
• 2.2.1 線性模式探測(cè)器輸出14-15
• 2.2.2 蓋格模式探測(cè)器輸出15-16
• 2.2.3 探測(cè)器動(dòng)態(tài)探測(cè)范圍16-17
• 第3章 基于雙模式探測(cè)器的激光測(cè)距17-21
• 3.1 雙模式探測(cè)器激光測(cè)距實(shí)驗(yàn)裝置17-18
• 3.2 雙模式探測(cè)器的測(cè)距實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析18-21
• 3.2.1 探測(cè)器測(cè)距實(shí)驗(yàn)18-19
• 3.2.2 探測(cè)器時(shí)間特性分析19-21
• 第4章 多光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距21-26
• 4.1 多光束光子計(jì)數(shù)測(cè)距實(shí)驗(yàn)裝置21-23
• 4.1.1 激光陣列與光纖陣列22-23
• 4.1.2 10通道單光子探測(cè)器23
• 4.2 多光束光子計(jì)數(shù)測(cè)距數(shù)據(jù)分析23-26
• 4.2.1 10光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距23-25
• 4.2.2 10光束光子計(jì)數(shù)測(cè)距串?dāng)_驗(yàn)證25-26
• 第5章 總結(jié)與展望26-27
• 5.1 本文工作重點(diǎn)26
• 5.2 展望26-27
• 參考文獻(xiàn)27-30
• 碩士期間成果與獎(jiǎng)勵(lì)30-31
• 致謝31

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：472106