光子计数激光测距技术研究

光子计数激光雷达采用了灵敏度极高的单光子探测器,能够将激光雷达系统的灵敏度提高2—3个数量级,具有极大的发展潜力和技术优势。介绍和分析了光子计数激光测距技术的基本原理和优点。设计了光子计数激光雷达实验系统,采用盖革模式的雪崩二极管(Geiger-mode APD),开展了测距验证实验。实验结果表明,采用光子计数激光测距能够在单光子灵敏度和强噪声背景条件下,获取目标的距离信息,距离测量精度达到6.23 cm。     

轻小型光子计数激光测距技术

为实现轻小型光子计数测距仪,利用905nm激光二极管（LD）以及硅基单光子探测器（SPAD）搭建了试验系统,通过外场测距试验研究了905nm激光二极管用于光子计数测距的测距性能。结果表明：905nm激光二极管由于其具有体积小、功率高的特点,同时硅基单光子探测器在905nm波段具有较高的响应率,基于以上两点,通过激光二极管以及小口径的接收望远镜能够实现远距离的光子计数激光测距。可见,激光二极管适合作为轻小型光子计数激光测距仪的光源,降低了系统的体积,有利于提高测距系统的集成度。     

光子计数平台的设计

本文介绍了基于SPOC(可编程片上系统)技术的光子计数平台的基本原理、结构以及软硬件各部分实现方法.整个系统硬件结构合理,功能符合设计要求,还体现出了设计灵活、移植性强等许多特点.     

一种基于光子计数技术的时间分辨荧光免疫分析系统设计

以稀土荧光配合物作为标记物的时间分辨荧光免疫测定法在医学与生命科学的实践与研究中正发挥着越来越重要的作用.为此,设计了一种结构简单、成本低廉的基于FPGA的时间分辨光子计数器系统,改进了原有的Prony算法从而实现了对双组分五参数荧光信号的处理,并使用异氰酸苄基二乙烯三胺四乙酸络合铕(DTTA-Eu3+)和模拟的双组分荧光信号对系统和算法进行了实验验证.实验结果表明,系统对于DTTA-Eu3+的检测具有较高的准确度与线性度,相关系数r=0.996 2.对于双组分荧光信号,当两个荧光信号的差值在10倍以上时,使用改进后的Prony算法进行处理具有较高准确度,误差低于5%.     

关于光子计数算符的讨论

本文论述了光子检测器(敏感元件)中的原子可以简化为双能级原子,由此基本观点出发,引出一对互相厄米共轭并服从反对易关系的投影算符d与d~ ,从而又证实d~ d与dd~ 依次可代表吸收型与发射型光子检测器中的每个检测原子的光子计数算符.     

基于FPGA的激光测距技术研究

该文探讨了以现场可编程门阵列（FPGA）为核心的激光测距系统,通过对激光信号的编码和解码,利用激光发射控制时钟的分频和内部锁相环（PLL）倍频,实现了高频计时时钟,达到了激光测距的目的,并提高了系统的精度和稳定性。在接收方面突破普通的被动接收方式,提出了利用窗函数接收回波的主动接收方式,结合窄带滤光片的滤光效果,提高了系统的抗干扰性能。测试结果显示该激光测距系统达到了预期效果。     

激光测距技术

1.绪论1.1概述激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。自1960年第一台激光器——红宝石激光器发明以来,便有人开始进行激光测距技术的研究。和微波测距等其它方法相比,激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度,测程远,抗干扰能力强,隐蔽性好,因而得到广泛的应     

光子计数技术用于SEM二次电子信号检测的理论探讨

本重点在分析比较PMT视频放大系统与PMT光子计数系统的噪声源，信噪比及探测灵敏度的基础上，就光子计数技术在扫描电镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）二次电子信号检测中的可能应用进行了初步的理论探讨。分析表明，SEM采用光子计数技术后，信号探测灵敏度可提高一个量级以上，从而在相同的电子枪发射亮度与既定的电子光学系统下，可获得更高的图象分辨率与清晰度。     

激光测距技术探究

随着调Q、锁模等新型激光器的不断涌现,激光测距技术发展非常迅速,其应用遍及航天和工农业各领域.重点阐述了飞行时间测距法:脉冲法、相位法和干涉法的工作原理,并分析了各自性能和影响测量精度的原因.探讨了飞行时间与非飞行时间测距相结合的方法,最后对激光测距的应用前景进行了展望.     

基于激光测距技术的安防警报系统的研究

采用激光测距技术,对安防警报装置的整体构成进行分析研究,设计一种可靠性高的安防警报装置,用于实时监测较危险的工业生产设备以及其他可能危害人身安全的场合,对抵近人员等进行警告等安全措施。为安防警报提供了一种新设备。     

用单一光源标定光子计数探测器

光子计数探测器在X光能谱CT成像中应用越来越广泛。受到脉冲堆叠、电荷共享等物理作用的影响,目前的光子计数探测器的能量标定方法具有一定的局限性。该文提出了一种只用一个单能光源对探测器进行标定的方法,通过充分挖掘及利用有限的数据,运用迭代的方法,最终确定探测器各阈值所对应的能量。该方法不仅实验量小,操作简单,标定结果较准确,还考虑了对小像素探测器标定有较大影响的电荷共享问题,且具有普适性,对其他光子计数探测器的标定也有一定的帮助。     

光子计数用PMT SER稳定性的测量

本文结出了一种可和单光子计数器有相同的计数率动态范围上限的PMT SER稳定性测量系统及相应的测量结果。结果表明,存在直到其计数率动态范围上限内SER对时间与光强稳定性均良好的PMT;为满足某些特殊需要而对PMT SER稳定性进行精心挑选是可行的。测量系统的不足之处在于信号利用率较低,但通过多次测量累加平均等措施后测量结果的不确定度可限制在2％以内。     

光子计数的微弱光自动测量系统

设计了一套用于实现极弱光实验过程中光强的自动检测系统．该系统对光子计数器和计算机接口进行同步触发，使每个计数循环后，光子计数器的模输出被计算机接口接收并进行模数转换以及数据贮存，然后自动开始新的循环．该系统克服了现有利用光子计数器中的人工记录的缺点     

ID-201单光子计数器计数模型研究

InGaAs半导体单光子探测器具备探测性能强,集成度高等优势,在光谱分析和量子通信等领域有广泛的应用.本文以ID Quantique公司出品的ID-201半导体单光子计数器为研究对象,结合计数器核心部件雪崩光电二极管的工作原理探究其计数光子时的内部过程,推导出每秒钟光子计数值和该计数器几个重要参数触发频率(trigger frequency),门脉冲宽度(gate width),门强制关闭时间(dead time),探测效率(detection efficiency)之间的数学表达式.推导过程着重分析了计数门脉冲的关闭效应对光子探测概率的影响.首先利用泊松分布求解光子计数值与探测效率(detection efficiency)之间的关系,然后将计数过程分成两大部分,分析计数结果与门强制关闭时间(dead time)之间关系.求解得表达式后,利用1550nm激光器作为ID-201的输入光源,在各种不同实验条件下,对该表达式的正确性进行了检验.     

光子计数的微比光自动测量系统

设计了一套用于实现极弱光实验过程中光强的自动检测系统，该系统地光子计数器和计算机接品同步触发，使每个计数循环后，光子计数器的模输出被计算机接口并进行模数转换以及数据贮存，然后自动开始新的循环。该系统了现 利用光子计数器中的人工记录的缺点。     

基于单片机的激光测距系统设计

目前激光测距已得到广泛应用，国内一般使用专用集成电路根据激光测距原理设计各种测距仪器，但是专用集成电路的成本较高、功能单一。而以单片机为核心的激光测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能，并且成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠。本文简要介绍了利用MCS-51系列单片机实现激光测距的原理以及实现的方法。     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

基于激光二极管的速度传感器设计

设计了基于激光二极管自混合效应的速度传感器,提出了基于线性预测二阶自回归光谱计算的信号处理方法,并对该速度传感器在干燥、洁净的路面进行了测试,其标准偏差为σ≈0.22%.实验结果表明,该传感器是有效的.     

光子计数成像探测系统及其在生命中的应用

给出了一种用光子成像头，高帧频ＣＣＤ摄像机，图像采集系统和计算机组成的光子计数成像探测系统。系统可用于探测生物的超微弱发光现象，灵敏度兹一般的弱光成像器件高出１０＾４倍以上；系统 极微弱的发光现象进行实时的光子计数像，并用计算机进行处理和分析；最后，用实 说明该系统的应用效果。     

叶片衰老过程中的光子计数统计实验研究

采用生物超微弱发光探测技术对植物叶片衰老过程中的超微弱发光进行测量,并用量子光学中的光子计数分布统计叶片衰老过程中的规律.结果表明:植物叶片幼叶及衰老黄化老叶的光子计数分布与泊松分布基本吻合,而成熟期叶片的光子计数则与泊松分布偏离很多.分析认为,可能是由于叶片的不同生长时期,发光来源不同造成的.