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题名双通道符合计数光子外差探测系统仿真构建与研究
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作者
蒲梦瑶
胡以华
杨博
董骁
张鑫源
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机构
国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室
国防科技大学电子对抗学院安徽省电子制约技术重点实验室
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出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第14期22-31,共10页
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基金
国防科技大学科研计划项目(ZK18-01-02,ZK-35)
国防科技大学自主科研创新基金(22-ZZCX-07)
国家自然科学基金(62201597)。
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文摘
本文提出将符合测量方法用于光子外差测速技术中,将光子符合计数模式应用于光子外差测速系统,能够在一定程度上减少背景噪声、暗噪声和后脉冲带来的光子误计数,提高信噪比等测速性能。基于外差原理与单光子探测的泊松响应,以及光子符合计数原理,本文仿真研究了双通道符合计数光子外差系统的性能,利用1550 nm连续波激光器探测匀速运动目标,结果表明,双通道符合计数模式下中频信号功率谱的信噪比明显高于单通道自由运行模式和一阶滤波下的功率谱信噪比。随着信号光子数增加,两种计数模式的信噪比能够相差2~3 dB。针对该方法,又进一步通过仿真研究了本振光强、背景噪声、中频频率、探测时长四个因素对双通道符合计数光子外差测速系统性能的影响。结果表明,随着本振光强与信号光强的比值逐渐增大,系统信噪比先增大后减小,在k_(L)=3附近时达到最大;背景噪声越大,饱和信号光子数越大,饱和信噪比越低;探测时长越长,饱和信噪比提高幅度越大;而在探测带宽之内,中频频率也即运动目标的速度对结果影响较小。本文从改变前端光子计数模式的角度提高光子外差探测系统的性能,为提高光子外差测速的信噪比拓宽了思路。
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关键词
探测器
光子外差
单光子探测
符合计数
测速性能
影响因素
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Keywords
detector
photon heterodyne
singlephoton detection
coincidence counting
speed measurement performance
influence factors
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分类号
O439
[机械工程—光学工程]
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