基于雪崩光电二极管阵列的化学发光测量系统设计

以开发便携式化学发光免疫分析仪为应用目标,进行了基于雪崩击穿光电二极管阵列(SiPM)化学发光测量系统软硬件平台的设计。系统采用ARM9为主处理器,负责数据分析、无线通信与人机交互界面功能的实现;采用FPGA控制高速A/D转换器进行信号采集和数据缓存;具体进行了各功能模块之间的接口设计。

APD阵列及其成像激光雷达系统的研究进展

激光雷达(LiDAR)广泛应用于航天器导航、安防监控、3-D测绘、自动驾驶汽车、军事装备及机器人等领域,具有重要的军事和民用价值。雪崩光电二极管(APD)阵列探测技术在LiDAR的发展过程中发挥着至关重要的作用。介绍了LiDAR和APD阵列的应用背景,综述了APD阵列和LiDAR系统的发展历程和最新进展,最后总结了APD阵列探测技术的发展前景和研究趋势。

基于盖革模式APD阵列的单脉冲3D激光雷达原理和技术

利用激光单脉冲构成一幅完整三维图像的小型化激光雷达,是激光成像雷达的一个重要研究方向,它可以实现像人眼一样实时成三维立体像。美国麻省理工学院林肯实验室持续研究此类可见光波段激光雷达,随后Raytheon研发了近红外波段的激光雷达。文章在介绍此类雷达基本原理的基础上,重点介绍了林肯实验室研制的第三代激光雷达,最后分析了此类激光雷达关键技术的发展情况。

基于APD阵列的单光子计数成像研究

简要介绍了雪崩光电二极管(APD)阵列光子计数成像原理,建立了基于泊松点过程的APD阵列的单光子响应模型。将由光子数、像素点相关组成的目标图形作为激励源加入到APD阵列的单光子响应模型中去,采用蒙特卡洛仿真方法得到多次门控信号下的目标图像。仿真结果与相同照度下的微光图像的比较证明,采用APD阵列进行光子计数被动成像具有灵敏度高、响应速度快的特点,可以广泛地应用到多个科研领域。但是由于器件恢复时间的限制,该项技术目前还只能应用于主动成像和极微弱光照度条件下的被动成像。

光子计数成像研究

从APD阵列的响应特性出发,利用随机点的统计学描述,建立了光子计数成像的一维点过程数学模型。通过对光子事件发生时间统计特性的描述,分析了光子密度、门控时间、雪崩光电二极管恢复时间等因素对光子计数成像质量的影响。并采用蒙特卡罗方法,对近红外波段不同光子密度条件下多种计数间隔的成像质量进行了仿真,给出了仿真结果。

一种新型成象激光雷达的理论分析和模拟实验

本文对采用雪崩光电二极管（APD）阵列的非扫描成象激光雷达进行了理论分析，得出了其角分辨率、信噪比（S／N）和作用距离的计算公式．采用单只APD在焦平面上扫描的方法进行了模拟实验，初步验证了理论公式和本方案的可行性．

非扫描激光雷达系统的多脉冲积累信噪比分析

激光雷达系统信噪比(SNR)直接影响了系统距离像和强度像的好坏。运用信号相关检测理论,分析了多脉冲积累下的非扫描激光雷达系统信噪比。考虑到雪崩光电二极管(APD)阵列、工作环境因素和激光雷达系统参数等,对多脉冲积累下的信噪比进行了仿真分析。在100个脉冲积累数目下,信噪比提高了9.35dB,之后随脉冲积累数目的继续增加,信噪比提高的幅度不明显。研究表明:运用脉冲积累这一方法能够提高系统信噪比。