High-Counting-Rate Single-Photon LiDAR With Free-Running InGaAs/InP SPAD

激光雷达 光子计数 测距 探测器 激光器 波形 雪崩二极管 雪崩光电二极管 遥感 航程(航空) 环境科学 光学 材料科学 信号(编程语言) 失真(音乐) 漫射天空辐射 单光子雪崩二极管 光电倍增管 帧速率 激光二极管 大气模式 饱和(图论) 二极管 反射率 大气光学 动态范围 灵敏度(控制系统)
作者
Linjie Lyu,Duan Li,Tengfei Wu,Qinggai Mi,Yang Yang,Wenbin Zhou,Lijun Xu
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:74: 1-12 被引量:2
标识
DOI:10.1109/tim.2025.3619271
摘要

Light Detection and Ranging (LiDAR) with InGaAs/InP Single Photon Avalanche Diodes (SPADs) offers high sensitivity and exceptional temporal resolution, enabling a wide range of applications in target detection, earth mapping, gas detection, and atmospheric exploration. However, it struggles with a long accumulation time to determine the reflectivity and depth of the target. In this paper, a high counting-rate single-photon LiDAR system was developed to decrease accumulation time and improve detection and imaging speed. A Markov-chain steady-state model was introduced for the first time to relate counting rate, signal flux, and laser repetition frequency. This model corrects waveform distortion at high counting rates and substantially enhances the accuracy of both depth and reflectivity measurements. The adjustable laser repetition rates resolve distance ambiguities arising from high counting rate, enhancing detection and imaging range. Simulations and experiments were carried out to verify the performances of the LiDAR and the established model. The LiDAR systems achieved an average photon counting rate of 717 kHz, which was nearing the saturation counting rate of the InGaAs/InP single-photon detector (833 kHz). The LiDAR systems in building mapping was verified by the 3D imaging and the time consumption of 0.2 ms per pixel, which achieved 3D imaging of buildings from 40 to 120 m with sub centimeter depth accuracy when the laser repetition rate was 3.125 MHz (unambiguous range 48 m).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
走四方应助NSWML采纳,获得10
1秒前
哈哈完成签到,获得积分10
2秒前
拾捌发布了新的文献求助10
2秒前
红豆盖饭发布了新的文献求助10
2秒前
文艺的匪发布了新的文献求助10
3秒前
坦率的夜玉完成签到,获得积分10
3秒前
无花果应助Yori采纳,获得10
4秒前
tiptip完成签到,获得积分0
5秒前
ngkz发布了新的文献求助10
5秒前
yzy完成签到,获得积分10
6秒前
香蕉觅云应助沉静的手套采纳,获得10
7秒前
8秒前
李健应助qq采纳,获得10
8秒前
斯文败类应助三水采纳,获得10
8秒前
星河完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
文汉完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
布度闻现完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
徐不想搞科研完成签到,获得积分10
10秒前
星星完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
NexusExplorer应助芙蓉采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
chen完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
111发布了新的文献求助10
14秒前
刘兆亮发布了新的文献求助10
14秒前
英俊的铭应助wty采纳,获得10
14秒前
星河发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
陈琛发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
文艺的匪完成签到,获得积分10
17秒前
韩莹莹发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
chen发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7191448
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8828398
关于积分的说明 18638980
捐赠科研通 6825961
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175407
关于科研通互助平台的介绍 2326895
邀请新用户注册赠送积分活动 2149791