《適用於星載雷射雷達的單光子探測原理與技術研究》是依託華東師範大學，由吳光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：適用於星載雷射雷達的單光子探測原理與技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳光
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單光子探測技術為星載高分辨地形測繪雷射雷達提供了有效的技術途徑。但是，目前在星載雷射雷達上使用的單光子探測器存在兩大技術障礙：1、地表和雲層等對日光有很強的反射和散射，使單光子探測器發生誤計數。由於衛星飛行速度非常快，同一位置通常只有一次雷射照射，不能通過光子符合計數方法消除雷射雷達的誤報；2、在測量植被覆蓋等情況時，雷射會發生多次反射，單光子探測器較大的死時間不能滿足需求。本項目圍繞單光子探測器在星載雷射雷達中遇到的實際問題，提出發展Si MPPC被動抑制與快速恢復相結合的驅動技術、GHz門模式Si GAPD探測技術，實現低死時間和高性能的光子數可分辨探測技術和方法。通過光子數區分背景計數和信號，消除雷射雷達的誤報，並且使最短測量間距由目前的7.5m縮短至1.5m，從而促進星載雷射雷達的發展。
結題摘要
單光子探測技術為星載高分辨地形測繪雷射雷達提供了有效的技術途徑。本項目圍繞單光子探測器在星載雷射雷達中遇到的實際問題，提出發展低死時間和高性能的光子數分辨探測技術和方法。通過光子數區分背景計數和信號，消除雷射雷達的誤報，從而促進星載雷射雷達的發展。通過本項目研究，我們發展了多通道單光子符合探測方法，死時間壓縮至10納秒以內，532nm波段探測效率大於50%，暗計數小於1kcps；發展高次諧波GHz單光子探測技術，有效提高了探測效率；發展雙模式探測技術，是APD工作線上性/蓋格兩個模式，可探測光子數動態範圍超高6個數量級；發展溫度穩定技術，使單光子探測器在-40℃至50℃範圍內保持穩定的探測性能；發展溫度時間補償技術，時間漂移溫度係數減小至0.67ps/K,探測器時間抖動減少至30ps。基於高性能單光子探測技術基礎，我們提出並實現了光子數分辨探測雷射測距方法，克服高背景光干擾，實現快速光子計數雷射測距；提出多重頻光子計數雷射測距方法，實現32km外場實驗；發展多光束光子計數雷射成像技術，實現100光束25km自然目標雷射成像實驗。這些工作解決了單光子探測雷射雷達領域的背景噪聲、探測速率、遠距離大幅寬成像等難點。
