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光电倍增管输出电子流脉冲堆叠对光子计数法测距的影响 被引量：3
1
作者 向雨琰 李松 马跃 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期163-175,共13页
光电倍增管(photomultiplier tubes,PMT)具有光子级别的灵敏度、低暗计数、低后脉冲概率,被广泛应用于可见光波段的光子计数雷达中.PMT没有光子探测死区时间,每响应一个光子就会输出一个电子流脉冲,这些电子流脉冲有可能堆成规模更大的... 光电倍增管(photomultiplier tubes,PMT)具有光子级别的灵敏度、低暗计数、低后脉冲概率,被广泛应用于可见光波段的光子计数雷达中.PMT没有光子探测死区时间,每响应一个光子就会输出一个电子流脉冲,这些电子流脉冲有可能堆成规模更大的脉冲,使用阈值鉴别法鉴别光子事件时,堆叠的脉冲会引入额外的脉冲行走误差.考虑到脉冲堆叠的影响,建立了新的PMT光子探测理论模型,并通过蒙特卡罗仿真,得到了基于PMT的光子计数测距法的行走误差、测距精度和回波激光脉宽,PMT输出电子流脉宽以及光子事件鉴别阈值之间的关系.搭建了基于PMT的激光雷达系统,通过与GM-APD的对比实验证明了脉冲堆叠对PMT光子计数法测距存在不可忽略的影响.考虑到脉冲堆叠的PMT光子探测模型能够指导基于PMT的光子计数雷达的设计,提高测距系统的测距精度和准度. 展开更多
关键词 光电倍增管 脉冲堆叠 光子计数法 测距
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用于实现高功率超短脉冲源的关键技术 被引量：2
2
作者 李荣华 唐城田 魏淮 《光通信技术》 北大核心 2019年第12期21-26,共6页
高功率超短脉冲源应用广泛,在信息、精密加工、医疗、国防和基础科学研究等领域备受关注。针对各个领域对高功率需求不断增长的趋势,分别从种子源、放大技术和堆叠技术3个方面介绍了实现高峰值功率的主流技术,并对目前出现的新型锁模激... 高功率超短脉冲源应用广泛,在信息、精密加工、医疗、国防和基础科学研究等领域备受关注。针对各个领域对高功率需求不断增长的趋势,分别从种子源、放大技术和堆叠技术3个方面介绍了实现高峰值功率的主流技术,并对目前出现的新型锁模激光器、新型放大器以及各种脉冲堆叠等重要新技术的实现方法和国内外研究进展进行了介绍。最后对未来超高功率的的实现技术进行了预测和展望。 展开更多
关键词 高功率脉冲 光纤激光器 光纤放大器 脉冲堆叠
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考虑脉冲高度分布(PHD)的光电倍增管光子探测模型 被引量：1
3
作者 向雨琰 马跃 +2 位作者 郭高峰 景泉 李松 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期88-101,共14页
光电倍增管(Photomultiplier Tubes,PMT)具有光子级别的灵敏度,而且没有物理意义上的死区时间,在光子计数雷达应用中有独有的优势,但PMT响应单光子输出脉冲高度呈高斯随机分布,且不同脉冲之间还有可能产生堆叠,传统的单光子模型不能准... 光电倍增管(Photomultiplier Tubes,PMT)具有光子级别的灵敏度,而且没有物理意义上的死区时间,在光子计数雷达应用中有独有的优势,但PMT响应单光子输出脉冲高度呈高斯随机分布,且不同脉冲之间还有可能产生堆叠,传统的单光子模型不能准确描述PMT的光子探测过程。针对PMT输出脉冲高度随机分布,脉冲堆叠现象和光子事件鉴别阈值的设置对光子事件探测概率的影响提出了一个新的PMT光子探测模型,并根据实际应用场景进行了简化,通过蒙特卡洛仿真验证了简化模型的适用性。搭建了光子计数雷达系统,通过和盖革模式APD进行实验对比,发现PMT光子探测模型虽然有略微的探测概率损失,但在测距应用中具有更小行走误差和更高测距精确度。实验也证明了新模型相比于传统单光子探测模型更符合PMT的光子事件探测概率分布,新模型对基于PMT光子计数雷达的系统设计和理论分析具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 光电倍增管 脉冲堆叠 脉冲高度分布 探测概率模型
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不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析
4
作者 刘欣缘 肖毅 +6 位作者 马跃 向雨琰 郭高峰 王家炜 黄炜怡 谭崇涛 李松 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2023年第6期865-875,共11页
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压... 硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其他单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符(R^(2)>0.95)。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 硅光电倍增管 脉冲堆叠 鉴别阈值 探测概率模型
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