高重频光子计数激光雷达样机设计及测距试验

为了验证星载激光三维成像雷达技术,设计研制了一种基于高重频光子计数体制的分视场、无扫描的多通道激光雷达地面原理样机。系统采用两路高重频、微脉冲激光器输出,结合大光斑多元细分阵列光子探测方式实现多通道探测,并采取基于FPGA的时间相关符合计数信号处理技术,对单光子响应时刻进行时间间隔测量和时间相关统计,根据目标响应发生时机一致性和噪声响应的随机性提取目标距离信息。在外场试验中对水平距离大于10 km的楼宇目标进行了有效地测量,单通道的距离测量精度优于0.3 m,探测概率超过99%,并对比不同大气能见度下对测距的影响。该系统验证了星载激光雷达大光斑多元细分、光纤拼接焦面接收方案的可能性,并验证光子计数体制激光雷达测距精度及适应性。

光纤Sagnac干涉仪中单光子干涉及路由控制

介绍一种光纤中稳定的单光子干涉以及单光子路由控制方式 .使用Sagnac单光子环形干涉仪 ,通过分时相位调制 ,改变其顺时针和逆时针两路光子间的相位差 .在Sagnac单光子环形干涉仪中 ,顺时针和逆时针两路光子走过的是同一段光纤 ,简便有效地补偿了光纤长度随时间缓变带来的相位涨落 ,而且两路光子经历了相同的偏振模色散 ,较好地抑制了偏振态波动对单光子干涉的影响 .在长达 5km的 15 5 0nm单模光纤中 ,获得大于 98%的单光子干涉和大于 90 %单光子路由控制 ;在长度为 2 7和 5 0km光纤环路中 ,分别获得大于 94 %和 84 %单光子干涉 。