中國科大在短波紅外單光子激光雷達取得重要進展
中國科學技術(shù)大學王亮教授團隊和問天量子有限公司合作研發(fā)的短波紅外單光子激光雷達取得重大進展。研究團隊通過全自主研發(fā)的單光子探測器芯片,匹配讀出電路,結(jié)合全光纖激光雷達,開發(fā)了全天候、大掃描角度的激光雷達成像系統(tǒng),為短波紅外單光子成像及其核心芯片制備提供了開創(chuàng)性的方法,相關(guān)成果以“Single-Photon Depth Imaging Using a Photodetector With a Wire-Bonding Quenching Resistor.”為題,發(fā)表在探測器領(lǐng)域的知名期刊IEEESensorsJournal上。 單光子激光雷達技術(shù)在遙感、自動駕駛、無人機導(dǎo)航等領(lǐng)域中扮演著關(guān)鍵角色。該技術(shù)利用時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)(TCSPC),能夠?qū)崿F(xiàn)超高分辨率和長距離目標探測,具有巨大的潛力,在軍事、航空航天、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。其中,大氣傳輸性能好、人眼安全的1550nm波段的激光雷達更是目前研究的重點。 研究團隊在芯片封裝過程中通過金絲鍵合淬滅電阻的方式,使得InGaAs單光子探測器在優(yōu)化過的讀出電路下,以較為良好的光電性能工作在自由運行模式。該單光子探測模塊在243K工作溫度以及5μs死時間下,實現(xiàn)了3.96%的低后脈沖概率以及0.9KHz的暗計數(shù)率。同時,該模塊在激光雷達系統(tǒng)中,以較低的脈沖激光功率(5mW@40KHz)實現(xiàn)了在霧天3km的深度成像。并且研究團隊實現(xiàn)了從激光雷達的核心芯片、讀出電路,到整個激光雷達系統(tǒng)的全國產(chǎn)化自主開發(fā),對推動國內(nèi)短波紅外遠距離單光子激光雷達有著重要的意義。 |