基于线阵APD的非扫描激光雷达系统一维测距性能研究

本文主要探讨了基于线阵APD（ Avalanche Photodiode，雪崩光电二极管）的脉冲式一维非扫描激光雷达系统的设计与应用。非扫描激光雷达是一种无需连续扫描目标就能获取其空间信息的技术，它通过发送短脉冲激光并测量反射信号的时间来实现远程感知。 作者重点介绍了一种实验系统，该系统利用线阵APD作为关键的探测元件，红外脉冲激光器作为光源，采用飞行时间法（ToF, Time of Flight）原理来获取目标的单维度距离信息。系统的核心包括APD多通道并行前置放大电路，以及模拟开关和高速继电器的集成，这些技术使得APD阵列能够进行多通道驱动，有效地降低了不同通道之间的干扰。 实验结果显示，该系统在6至18米的范围内，具备良好的距离分辨率，达到优于10厘米的精度，而各个通道的测距平均标准偏差大约为8.6厘米，显示出系统稳定性和准确性。这一成果对于后续研发面向面阵APD的二维非扫描激光雷达具有重要价值，因为它为面阵探测器的应用提供了技术和基础。 此外，文中还提到了对系统进行优化的计划，包括使用望远镜改善光学接收系统，减小接收视角以提高激光能量利用效率，以及优化电路设计以增强APD放大链路的灵敏度，并考虑将现有的905纳米中心波长的线阵APD替换为与激光器中心波长匹配的1064纳米APD阵列，以提升系统性能。 文章引用了多篇相关的学术文献，涵盖了激光主动遥感技术、激光脉冲测距技术、空中激光扫描技术、面阵成像三维激光雷达以及类似系统的研究，展示了该领域的最新进展和技术挑战。总体来说，这篇论文是关于一维非扫描激光雷达技术的重要贡献，对未来的研究和发展具有指导意义。