基于大规模阵列单光子雪崩二极管探测应用的编码方式研究

单光子雪崩二极管(SPAD)阵列探测器常被用作空间远距离目标的测距和三维成像。为快速获取光子数据,SPAD阵列探测系统一般选用高重复频率的探测体制。目前,主要采用随机序列对脉冲进行编码的方法来抑制高重复频率引起的距离模糊效应。为了在接收端对阵列像素实现有效区分,而且各周期内的编码波形不相互串扰,需要数量庞大且可保持相互正交的随机编码序列。本文提出了使用混沌序列对SPAD阵列进行编码的思路,并通过分析Lyapunov指数的值域变化,提出了复合型Logistic序列的优化编码方案。为确保阵元间的互扰不会影响最终的探测效果,提出了峰值旁瓣差(PSLD)的概念,并对阵列间互相关积累的影响进行了定量分析。依据峰值旁瓣差对生成的混沌序列进行了筛选,以保证其能够满足所需阵列规模的抗互扰要求。最后给出了具体的编码流程。