USTC čini značajan napredak u kratkotalasnom infracrvenom jednofotonskom lidaru

Tim prof. Liang Wang-a na Univerzitetu nauke i tehnologije Kine (USTC) napravio je značajan napredak u kratkotalasnom infracrvenom jednofotonskom LIDAR-u, koji je razvijen u saradnji sa Inquirer Quantum Co. Istraživački tim je razvio uređaj za sve vremenske uslove , LIDAR sistem za snimanje velikog ugla skeniranja korištenjem neovisno razvijenog jednofotonskog detektorskog čipa, odgovarajućim krugovima za očitavanje i kombinacijom sa LIDAR-om od svih vlakana, pružajući pionirsku metodu za kratkotalasnu infracrvenu jednofotonsku sliku i pripremu njegovog jezgra čipa, a srodni rezultati su sažeti u naslovu "Snimanje dubine jednog fotona pomoću detektorskog čipa sa jednim fotonom". Snimanje dubine fotona pomoću fotodetektora sa otpornikom za gašenje žica." Srodni rezultati objavljeni su u poznatom časopisu iz oblasti detektora, IEEESensorsJournal. IEEESensorsJournal.
Tehnologija lidara s jednim fotonom igra ključnu ulogu u daljinskom otkrivanju, autonomnoj vožnji i navigaciji UAV-om. Koristeći vremenski korelirano brojanje pojedinačnih fotona (TCSPC), ova tehnologija je sposobna za ultra-visoku rezoluciju i detekciju ciljeva dugog dometa, što ima veliki potencijal i široko se koristi u vojsci, vazduhoplovstvu, monitoringu životne sredine i drugim poljima. Među njima, LIDAR u opsegu od 1550 nm, koji ima dobre atmosferske performanse prenosa i siguran je za ljudske oči, je u fokusu trenutnih istraživanja.
Istraživački tim je omogućio da InGaAs jednofotonski detektor radi u slobodnom režimu rada sa boljim optoelektronskim performansama pod optimizovanim krugom za očitavanje pomoću otpora na gašenje vezivanja zlatne žice tokom procesa pakovanja čipa. Jednofotonski detektorski modul postiže nisku vjerovatnoću naknadnog impulsa od 3,96% i stopu brojanja mraka od 0,9 KHz na radnoj temperaturi od 243 K i mrtvom vremenu od 5 μs. Istovremeno, modul postiže snimanje dubine od 3km po maglovitom vremenu sa niskom impulsnom snagom lasera (5mW@40KHz) u LiDAR sistemu. Štaviše, istraživački tim je realizovao potpunu lokalizaciju i nezavisni razvoj od jezgre čipa i kola za očitavanje LIDAR-a do čitavog LIDAR sistema, što je od velikog značaja za promociju domaćeg kratkotalasnog infracrvenog dugog dometa jednofotonskog LIDAR-a.

Slika 1. Jednofotonski lidarski sistem i rezultati snimanja
Prof. Liang Wang sa Odsjeka za optiku i optičko inženjerstvo, Univerzitet nauke i tehnologije Kine (USTC), je odgovarajući autor rada, a dr Yingmei Liu, doktorant, je prvi autor rada. Ovo istraživanje je finansiralo Odeljenje za nauku i tehnologiju provincije Anhui, a podržalo ga je i Fakultet fizike Univerziteta nauke i tehnologije Kine (USTC), 38. istraživački institut Kineske grupe za elektronsku nauku i tehnologiju (CESTG) , Centar za mikro-nano istraživanje i proizvodnju (CMSM) USTC-a i Ključna laboratorija kvantnih informacija (KLQI) Kineske akademije nauka.