Frequency Modulated Continuous Wave and Time of Flight LIDAR with Single Photons: a Comparison

激光雷达 测距 连续波 抖动 光学 遥感 探测器 激光器 噪音(视频) 功率(物理) 物理 计算机科学 电信 地质学 人工智能 量子力学 图像(数学)
作者
Theodor Staffas,Val Zwiller,Ali W. Elshaari
标识
DOI:10.1364/opticaopen.24013968
摘要

In this study, we delve into the characteristics and compare the performance of two prominent Light Detection and Ranging (LIDAR) technologies: Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) and Time of Flight (ToF). We construct a setup capable of performing both LIDAR methods at the single photon level using a Superconducting Nanowire Single Photon Detector (SNSPD). We demonstrate the superior capabilities of FMCW LIDAR under low power conditions, being able to reconstruct 3D environments with probe signals of 20 nW compared to the > 100 nW required by ToF LIDAR with identical targets, integration time, and background interference. We also introduce a median de-noising filter to effectively combat typical 'salt and pepper' noise found in the FMCW images, further enhancing the performance. Using FMCW LIDAR we achieve a resolution of +/- 25 mm, mainly limited by non-linear phase noise in the probe laser. Compared to ToF's +/- 3 mm, mainly limited by the timing jitter of the setup. The results demonstrate the benefits of FMCW LIDAR in terms of power efficiency make it a compelling choice for LIDAR systems at the single photon level, particularly in power-conscious applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
枫树狐狸完成签到,获得积分10
1秒前
柳絮完成签到,获得积分10
1秒前
甘甘甘甘的应助被xiaolizi采纳,获得30
1秒前
张航完成签到,获得积分10
1秒前
芒果不思议完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Hu关注了科研通微信公众号
2秒前
坦率如柏完成签到,获得积分10
2秒前
AndyHC完成签到,获得积分10
2秒前
小穆完成签到,获得积分10
2秒前
西椰完成签到 ,获得积分10
3秒前
源菥完成签到,获得积分10
3秒前
默默荔枝发布了新的文献求助10
3秒前
Kriemhild完成签到,获得积分10
3秒前
契约完成签到 ,获得积分10
3秒前
leo完成签到 ,获得积分10
4秒前
机智的香菇完成签到,获得积分10
4秒前
希淇完成签到,获得积分10
4秒前
稀饭完成签到,获得积分10
4秒前
ym关闭了ym的文献求助
4秒前
陌上尘完成签到,获得积分10
4秒前
不懂科研完成签到,获得积分10
4秒前
在水一方的应助被tph采纳,获得10
4秒前
爱吃糖炒栗子完成签到,获得积分10
4秒前
微笑的觅荷完成签到,获得积分10
5秒前
甜馨完成签到,获得积分10
5秒前
红炉点血完成签到,获得积分10
5秒前
大个的应助被心灵美的小海豚采纳,获得10
6秒前
小蘑菇的应助被梧梧采纳,获得10
6秒前
害怕的千山完成签到,获得积分10
7秒前
爱学习的应助被airforocean采纳,获得10
7秒前
火星上画板完成签到,获得积分10
7秒前
晴晴发布了新的文献求助10
7秒前
咩咩羊完成签到,获得积分10
7秒前
骑着上帝去流浪完成签到,获得积分10
8秒前
洋洋完成签到,获得积分10
8秒前
饱满的火龙果完成签到,获得积分10
8秒前
杨拿铁完成签到,获得积分10
8秒前
活泼的夜云完成签到 ,获得积分10
9秒前
Lucky晨完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8136921
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9537941
关于积分的说明 21626827
捐赠科研通 7720678
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420109
关于科研通互助平台的介绍 2545494
邀请新用户注册赠送积分活动 2461921