USTC постига значителен напредък в късовълновия инфрачервен еднофотонен лидар

Екипът на проф. Liang Wang в Университета за наука и технологии на Китай (USTC) постигна значителен напредък в късовълновия инфрачервен еднофотонен LIDAR, който беше разработен в сътрудничество с Inquirer Quantum Co. Изследователският екип разработи устройство за всякакви метеорологични условия , LIDAR система за изображения с голям ъгъл на сканиране чрез използване на независимо разработен еднофотонен детекторен чип, съвпадащи вериги за отчитане и комбиниране с изцяло влакнест LIDAR, осигуряващ пионерски метод за късовълново инфрачервено еднофотонно изобразяване и подготовката на основния му чип, и свързаните с това резултати са обобщени в заглавието „Еднофотонно дълбочинно изображение с помощта на еднофотонен детекторен чип“. Фотонно дълбочинно изобразяване с помощта на фотодетектор с охлаждащ резистор за свързване на проводници." Свързаните резултати са публикувани в известното списание в областта на детекторите, IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Еднофотонната лидарна технология играе ключова роля в дистанционното наблюдение, автономното шофиране и навигацията на UAV. Чрез използване на корелирано във времето броене на единични фотони (TCSPC), тази технология е способна на ултрависока разделителна способност и откриване на цели на дълги разстояния, което има голям потенциал и се използва широко във военните, космическите изследвания, мониторинга на околната среда и други области. Сред тях LIDAR в обхвата 1550nm, който има добра атмосферна производителност на предаване и е безопасен за човешките очи, е в центъра на настоящите изследвания.
Изследователският екип накара еднофотонния детектор InGaAs да работи в режим на свободно движение с по-добра оптоелектронна производителност при оптимизираната верига за отчитане посредством устойчивост на охлаждане на свързване на златна тел по време на процеса на опаковане на чипа. Модулът на еднофотонния детектор постига ниска вероятност след импулс от 3,96% и скорост на броене на тъмнината от 0.9 KHz при работна температура от 243 K и мъртво време от 5 μs. В същото време модулът постига дълбочина на изображение от 3 км при мъгливо време с ниска импулсна лазерна мощност (5mW@40KHz) в LiDAR система. Нещо повече, изследователският екип е реализирал пълната локализация и независимо развитие от основния чип и схемата за отчитане на LIDAR до цялата система LIDAR, което е от голямо значение за популяризиране на вътрешния късовълнов инфрачервен LIDAR с голям обсег на един фотон.

Фигура 1 Еднофотонна лидарна система и резултати от изображения
Проф. Liang Wang от Катедрата по оптика и оптично инженерство, Университет за наука и технологии на Китай (USTC), е съответният автор на статията, а д-р Yingmei Liu, докторант, е първият автор на статията. Това изследване е финансирано от Министерството на науката и технологиите на провинция Анхуей и също така подкрепено от Училището по физика към Университета за наука и технологии на Китай (USTC), 38-ия изследователски институт на Китайската група за електронни науки и технологии (CESTG) , Центъра за микро-нано изследвания и производство (CMSM) на USTC и Ключовата лаборатория за квантова информация (KLQI) на Китайската академия на науките.