基于MPPC阵列的三维单光子成像技术研究

摘要：

三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力.然而,由于MPPC阵列发展不成熟,基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制.利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器,开发了一套三维成像系统,传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成,其总探测像素达到1K以上.基于该系统,分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响,对系统探测灵敏度和精度进行了测试,并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验.试验结果表明:在回波光子数约1.98(光子/像素)的暗弱条件下,目标区域测距精度达到0.268 m,三维结构特征明显,达到了接近单光子成像的探测水平.

关键词：多像素光子计数器(MPPC)、三维成像、光子计数器

所属期刊栏目：51

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;优秀青年科学基金

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：282-290