多光束光子計(jì)數(shù)激光測(cè)距
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
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1 孫韶媛,王利平,劉世才,張保民;激光測(cè)距數(shù)據(jù)與夜視圖像的實(shí)時(shí)疊加[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2000年11期
2 三浩;激光測(cè)距的工業(yè)應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2000年11期
3 彭仕玉,張國(guó)云;提高相位激光測(cè)距精確度的研究[J];岳陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年02期
4 何俊發(fā),王紅霞,劉曉彬;激光測(cè)距新方法研究[J];應(yīng)用激光;2003年05期
5 趙棟;劉立人;王吉明;郎海濤;潘衛(wèi)清;劉錫民;;基于光子數(shù)目比較的激光測(cè)距法[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2006年07期
6 張慧;胡雅育;;提高相位激光測(cè)距精確度的研究[J];上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年S1期
7 馬業(yè)偉;趙尚弘;蒙文;馬麗華;;激光測(cè)距信號(hào)內(nèi)插法研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2007年02期
8 鄧巖;趙振明;李佳宇;;提高相位式激光測(cè)距分辨率的一種設(shè)計(jì)方法[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期
9 許中勝;鐘聲遠(yuǎn);段育紅;官慶;張偉;;新型激光測(cè)距模式的應(yīng)用研究[J];艦船電子工程;2009年04期
10 虞靜;江虹;唐丹;;一種提高脈沖激光測(cè)距中時(shí)間測(cè)量精度的方法[J];河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期
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1 邢強(qiáng)林;楊福民;唐嘉;李艦艇;高昕;;異步應(yīng)答激光測(cè)距原理與試驗(yàn)驗(yàn)證[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議手冊(cè)及文集[C];2009年
2 李玉株;肖江;黃麗燕;劉君;;基于TDC-GP2的激光測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅰ[C];2011年
3 陳志賦;薛明晰;劉寶華;劉羽翔;王偉明;侯章亞;;高精度電路延時(shí)方法在激光測(cè)距裝備模擬檢測(cè)中的應(yīng)用[A];第十四屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文(摘要集)[C];2012年
4 黃震;徐國(guó)雄;倪旭翔;陸祖康;;數(shù)字相關(guān)檢測(cè)技術(shù)擴(kuò)大脈沖式激光測(cè)距測(cè)量范圍的研究[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年
5 董淳;;激光測(cè)距方法研究現(xiàn)狀[A];第二十八屆中國(guó)(天津)2014IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2014年
6 徐實(shí)學(xué);陳延如;趙琦;;小尺寸高精度激光測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法研究[A];2008年激光探測(cè)、制導(dǎo)與對(duì)抗技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年
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8 任建國(guó);張寶東;戰(zhàn)德軍;張樂;;激光測(cè)距中的幾種虛警抑制措施[A];第十屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文(摘要集)[C];2004年
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1 王蓮萍 李含德 李衛(wèi)芳;為了蔚藍(lán)的天空[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年
2 王韻晟;激光雷達(dá)與激光測(cè)距[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2008年
3 ;為了蔚藍(lán)的天空[N];大眾科技報(bào);2006年
4 本報(bào)記者 祖鐵楠;高功率半導(dǎo)體激光器研制尋求突破[N];中國(guó)電子報(bào);2001年
5 王蓮萍 徐建軍;為了天空的蔚藍(lán)[N];中國(guó)婦女報(bào);2006年
6 記者 李薇;“神舟”四號(hào)軌道艙遨游太空 我國(guó)成功對(duì)其進(jìn)行激光測(cè)距[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2003年
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1 蔣錢;高精度脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2015年
2 丁熙;基于激光測(cè)距技術(shù)的物料堆位自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年
3 毛有明;精密激光測(cè)距系統(tǒng)的研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2015年
4 賀梓超;激光測(cè)距關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年
5 孫瑜;激光對(duì)接系統(tǒng)建模與實(shí)驗(yàn)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年
6 尚君瑩;基于FPGA的激光測(cè)距系統(tǒng)的算法的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年
7 李哲;相位式激光測(cè)距鑒相方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年
8 文琴;基于激光測(cè)距的遙測(cè)技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2015年
9 劉洋;基于激光測(cè)距和視頻分析技術(shù)的高速鐵路雪情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年
10 陳華成;基于STM32和CPLD的激光測(cè)距板測(cè)試系統(tǒng)[D];東南大學(xué);2015年
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。
,本文編號(hào):472106
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