优化InGaAs探测器提升日光下光子计数测距性能

本研究论文聚焦于"基于InGaAs探测器的日光条件光子计数实验"，该实验主要探讨了如何在复杂的日光环境下利用InGaAs单光子探测器进行精确的光子计数测距。InGaAs是一种重要的半导体材料，因其高量子效率和低暗电流特性，常用于光子探测领域。 实验的核心在于优化InGaAs探测器的工作性能，以应对日光中的高强度背景光和潜在的噪声。首先，通过压缩激光接收视场，减少了探测器接收到的非目标光，提高了信号处理的精度。其次，使用超窄带滤光片来进一步筛选出特定波长的光子，降低了杂散光的影响。此外，关键的技术手段是结合超快主动淬灭电路，这是一种能迅速关闭探测器响应的技术，显著降低了死时间，即探测器从一个光子事件后恢复到准备好接受下一个事件所需的时间。这一优化使得InGaAs探测器在死时间方面接近于硅基探测器，具有更高的测量效率。 实验数据的深入分析揭示了InGaAs探测器在探测灵敏度上的优势。在保持背景光噪声稳定的条件下，InGaAs探测器能够捕获更多的光子，从而提高了系统的探测范围，即最大测程。这使得在日光条件下，使用InGaAs探测器能够实现更远距离的目标测距。 同时，InGaAs探测器的低抖动时间特性也确保了测距精度。即使在提升最大测程的同时，系统的测距精度依然保持在高水平，这对于需要高精度测距的应用至关重要，如无人机导航、激光雷达等。 这项研究不仅验证了InGaAs探测器在日光条件下的实际应用潜力，还为设计和优化日光环境下光子计数测距系统提供了有价值的参考。通过将InGaAs探测器与传统Si基探测器进行对比，研究人员展示了新型探测器在性能上的优越性，为未来的光子学和激光测距技术发展奠定了基础。