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超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响

张森 陶旭 冯志军 吴淦华 薛莉 闫夏超 张蜡宝 贾小氢 王治中 孙俊 董光焰 康琳 吴培亨

超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响

张森, 陶旭, 冯志军, 吴淦华, 薛莉, 闫夏超, 张蜡宝, 贾小氢, 王治中, 孙俊, 董光焰, 康琳, 吴培亨
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  • 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,具有灵敏度高、时间精度高、探测速度快和暗计数低等特点,在激光测距等领域具有重要应用前景. 本文将SNSPD应用到1064 nm 波段激光测距系统,研究了其暗计数和信噪比对激光测距的影响. 基于实验获得的回波数据,结合激光雷达理论,研究了系统信噪比与脉冲积累次数的关系. 分析表明,SNSPD暗计数是影响测距距离的关键因素之一. 结合仿真,进一步探究了基于SNSPD的激光测距系统信噪比与回波率、暗计数的关系,暗计数较大时,信噪比随脉冲积累次数增加出现波动现象,回波信号湮没. 由于SNSPD暗计数极低,本基于SNSPD的测距系统最远测距可达280 km,较同样条件下基于APD探测器的测距系统最远探测距离远40 km,在军事侦查、探测和制导等领域具有重要应用前景.
      通信作者: 张蜡宝, Lzhang@nju.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11227904,61471189)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-07
  • 修回日期:  2016-06-17
  • 刊出日期:  2016-09-20

超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响

  • 1. 南京大学超导电子学研究所, 南京 210093;
  • 2. 南京电子技术研究所, 智能感知技术重点实验室, 南京 210039;
  • 3. 中国电子科技集团公司第二十七研究所, 郑州 450047;
  • 4. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
  • 通信作者: 张蜡宝, Lzhang@nju.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11227904,61471189)资助的课题.

摘要: 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子探测器,具有灵敏度高、时间精度高、探测速度快和暗计数低等特点,在激光测距等领域具有重要应用前景. 本文将SNSPD应用到1064 nm 波段激光测距系统,研究了其暗计数和信噪比对激光测距的影响. 基于实验获得的回波数据,结合激光雷达理论,研究了系统信噪比与脉冲积累次数的关系. 分析表明,SNSPD暗计数是影响测距距离的关键因素之一. 结合仿真,进一步探究了基于SNSPD的激光测距系统信噪比与回波率、暗计数的关系,暗计数较大时,信噪比随脉冲积累次数增加出现波动现象,回波信号湮没. 由于SNSPD暗计数极低,本基于SNSPD的测距系统最远测距可达280 km,较同样条件下基于APD探测器的测距系统最远探测距离远40 km,在军事侦查、探测和制导等领域具有重要应用前景.

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