科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
【目的】单光子探测以及单光子测距系统在三维成像以及超远距离空间遥感等方向有着广泛的应用。然而，由于器件本身的限制以及太阳光的背景噪声等因素，其应用场景大多处于夜间状态。【方法】我们通过改进传统的激光雷达系统，使用全光纤光学系统，利用超窄带宽光纤滤波，大大提高系统的稳定性，并且配合机械运动控制实现超大视角、超高分辨率，且可以工作在日间，雾天等光学环境恶劣的环境下的单光子成像系统。同时改激光雷达系统基于大气穿透性好，传输损耗低的1 550 nm波段进行设计，提升了在雾天以及雨天工作能力。【结果】本系统在能见度为500 m左右的雾天状态实现了1.6 km外物体的三维成像，其成像距离是当时能见度的3倍。配合超高分辨率的时间数字转换器并根据激光雷达系统的系统响应函数构建模型，利用最小化负对数似然函数对直方图的强度信息以及距离信息进行优化，可以大大提升距离分辨率，相比于最大值法得到的0.05 m的距离分辨率，本系统结合最小化负对数似然函数方法将距离分辨率提升到了0.006 m。同时通过对图像进行正则化处理来抑制光子技术的涨落对成像效果的影响来消除图片中的噪点。【结论】基于1 550 nm的全光纤激光雷达系统具备很强的机械稳定性，具备在恶劣天气工作的能力，在远程遥感测绘、地面及车载激光雷达等领域具备极大地应用价值。
- 单位
