超导单光子探测器暗计数对激光测距距离的影响

发布时间：2018-05-05 00:18

  本文选题：单光子 + 超导纳米线　； 参考：《物理学报》2016年18期

【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.
[Abstract]:Superconducting nanowire single photon detector (SNSPD) is a new type of single photon detector with high sensitivity, high time precision, high detection speed and low dark counting. It has important application prospects in laser ranging and other fields. In this paper, SNSPD is applied to the 1064 nm laser ranging system, and the effects of dark counting and signal-to-noise ratio on laser ranging are studied. Based on the experimental echo data and the theory of lidar, the relationship between the signal-to-noise ratio of the system and the number of pulse accumulation is studied. The analysis shows that SNSPD dark count is one of the key factors affecting ranging distance. Combined with simulation, the relationship between SNR, echo rate and dark count of laser ranging system based on SNSPD is further explored. When dark count is larger, SNR fluctuates with the increase of pulse accumulation, and echo signal annihilation. Because of the extremely low dark count of SNSPD, the ranging system based on SNSPD can reach the farthest distance of 280km, which is 40km longer than that based on APD detector under the same conditions. It has an important application prospect in the field of military reconnaissance, detection and guidance and so on.
【作者单位】： 南京大学超导电子学研究所;南京电子技术研究所智能感知技术重点实验室;中国电子科技集团公司第二十七研究所;北京跟踪与通信技术研究所;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:11227904,61471189)资助的课题~~
【分类号】：TN249

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本文编号：1845333