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采用多像素光子计数器的探测率与虚警率 被引量:6
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作者 张国青 刘丽娜 朱长军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1819-1824,共6页
为了完善多像素光子计数器(MPPC)在激光测距和激光雷达等方面应用的理论基础,对MPPC作为激光测距或激光雷达光探测器的探测率与虚警率进行了系统研究,运用泊松理论提出了基于MPPC的探测率与虚警率模型,推导了相应的解析表达式,并进行了... 为了完善多像素光子计数器(MPPC)在激光测距和激光雷达等方面应用的理论基础,对MPPC作为激光测距或激光雷达光探测器的探测率与虚警率进行了系统研究,运用泊松理论提出了基于MPPC的探测率与虚警率模型,推导了相应的解析表达式,并进行了数值分析,发现了一些传统探测器不存在的有趣特性。数值结果显示,利用多像素光子计数器作为激光测距的光接收器时,即使不使用门控(选通)技术,仅仅依靠等效光电子数探测阈值调节技术就可以达到实际应用中激光测距的系统要求。其灵敏度可达到光子量级,并能进行光子数分辨。该模型和结果对于促进MPPC在激光测距和激光雷达方面的应用,实现高灵敏度快速探测有一定的理论和实用价值。 展开更多
关键词 多像素光子计数器 激光测距 激光雷达 探测率 虚警率
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利用多像素光子计数器的光学串话效应提高光子探测效率 被引量:1
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作者 刘丽娜 张国青 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第2期205-210,共6页
通过分析多像素光子计数器(MPPC)的工作原理和其光学串话(OC)效应的特点,提出在使用MPPC输出雪崩信号的幅度或电荷量作为光子计数的参量时,利用MPPC的OC效应能提高MPPC的光子探测效率的观点,并从理论上分析了OC效应对光子探测效率的影... 通过分析多像素光子计数器(MPPC)的工作原理和其光学串话(OC)效应的特点,提出在使用MPPC输出雪崩信号的幅度或电荷量作为光子计数的参量时,利用MPPC的OC效应能提高MPPC的光子探测效率的观点,并从理论上分析了OC效应对光子探测效率的影响。理论分析结果显示,在这两种光子计数模式下,利用OC效应能明显提高MPPC的光子探测效率。利用本文模型计算得出当MPPC的雪崩单元数M为1 600个,忽略OC效应时的光子探测效率等于30%,光学串话概率等于50%,以及单脉冲入射光子数均值为10时,包含OC效应影响的等效光子探测效率可提高50%,达45%左右。该结果对MPPC在天体物理、粒子物理、荧光光谱探测等弱光探测场合的应用有一定指导意义。 展开更多
关键词 探测器 多像素光子计数器 硅光电倍增器 光子探测效率 光学串话效应
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基于多像素光子计数器的弱光可见光通信实验系统 被引量:7
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作者 任致远 仵国锋 +2 位作者 刘杰徽 胡锋 王超 《信号处理》 CSCD 北大核心 2020年第7期1159-1165,共7页
可见光通信是一种将照明和通信相结合的新型无线通信技术,但是接收端所采用的传统光电检测器的探测动态范围小、探测效率低,限制着可见光通信的发展。为了进一步提升传输距离和通信速率,本文研究了阵列结构的多像素光子计数器(Multi-pix... 可见光通信是一种将照明和通信相结合的新型无线通信技术,但是接收端所采用的传统光电检测器的探测动态范围小、探测效率低,限制着可见光通信的发展。为了进一步提升传输距离和通信速率,本文研究了阵列结构的多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter,MPPC)在可见光通信中的接收模型。实验采用模拟型输出的MPPC作为接收端进行光电转换,首先在弱光实验条件下搭建了可见光通信实验系统,然后推导了基于理想泊松模型的最大似然检测算法并给出了相应的误码率仿真图。仿真结果表明该算法的误码率性能和传统均值检测算法相比更优。最后通过观察不同传输条件下的眼图研究了阵列结构输出的泊松模型和叠加特性,并用实验数据对算法仿真结果进行了验证。实验表明,在工程应用中阵列结构的MPPC相比传统单光子检测器具有一定的优越性,为后续可见光通信系统设计和优化提供了支撑。 展开更多
关键词 可见光通信 光子检测 多像素光子计数器 最大似然检测
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基于多像素光子计数器的三维成像方法 被引量:1
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作者 付程坤 郑淮斌 +3 位作者 王高 周宇 孙剑 徐卓 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第8期17-19,共3页
提出了一种基于多像素光子计数器的三维成像方法。利用高重频脉冲激光作为光源,振镜作为扫描装置,多像素光子计数器作为探测器,可编程程门控阵列作为总控制器,设计了一种基于多像素光子计数器的三维成像系统,通过光度立体算法实现对物... 提出了一种基于多像素光子计数器的三维成像方法。利用高重频脉冲激光作为光源,振镜作为扫描装置,多像素光子计数器作为探测器,可编程程门控阵列作为总控制器,设计了一种基于多像素光子计数器的三维成像系统,通过光度立体算法实现对物体的三维成像。实验研究结果表明:所提方法可以实现弱光条件下对复杂物体的快速高分辨率三维成像,成像分辨率为512像素×512像素,数据采集时间小于6.7 s。所提成像方法可以应用弱光条件下的远距离快速三维成像,并具有往远距离抗湍流成像,非直视成像的潜力。 展开更多
关键词 多像素光子计数器 光度立体算法 三维成像
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基于MPPC阵列的三维单光子成像技术研究 被引量:4
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作者 何巧莹 黄林海 顾乃庭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期282-290,共9页
三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发... 三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter,MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力。然而,由于MPPC阵列发展不成熟,基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制。利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器,开发了一套三维成像系统,传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成,其总探测像素达到1 K以上。基于该系统,分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响,对系统探测灵敏度和精度进行了测试,并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验。试验结果表明:在回波光子数约1.98(光子/像素)的暗弱条件下,目标区域测距精度达到0.268 m,三维结构特征明显,达到了接近单光子成像的探测水平。 展开更多
关键词 多像素光子计数器(MPPC) 三维成像 光子计数器
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基于温度补偿的多通道MPPC增益稳定性及一致性研究 被引量:3
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作者 方灿 衡月昆 +15 位作者 梁静静 阮向东 赵子荀 何舒杨 陈晓辉 雷祥翠 吴智 王小状 蔡力 徐美杭 罗凤娇 刘术林 钱森 闫保军 杨玉真 杨露萍 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第6期527-530,534,共5页
硅光电倍增管(Si PM)作为一种新型光电转换器件,与传统的光电倍增管(PMT)相比有工作电压低、功耗小、集成度高、抗磁场等优点。多像素光子计数器(MPPC)作为Si PM中的一种,本文研究了一种4×4通道MPPC(Hamamatsu,C11206-0404FB(X))... 硅光电倍增管(Si PM)作为一种新型光电转换器件,与传统的光电倍增管(PMT)相比有工作电压低、功耗小、集成度高、抗磁场等优点。多像素光子计数器(MPPC)作为Si PM中的一种,本文研究了一种4×4通道MPPC(Hamamatsu,C11206-0404FB(X))的基本性能。作为多通道的光电探测器件,首先研究了相对增益随偏压、工作温度的变化关系,并通过加入温度补偿的办法保持了相对增益(电荷谱峰位)的稳定性;研究了各通道相对增益的差异性,然后通过调整各通道偏置电压实现了各个通道相对增益的一致性。在4×4各个通道增益一致性和稳定性得到满足的情况下,此种MPPC可以很好地使用在闪烁体二维位置分辨探测器的读出电路中。 展开更多
关键词 多像素光子计数器 温度补偿 增益稳定性 增益一致性
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微光成像实验平台的光路设计 被引量:3
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作者 李英 尹丽菊 +3 位作者 申晋 寇廷栋 邹囯峰 潘金凤 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第12期75-78,155,共5页
将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter,MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30~85 mm... 将多像素光子计数器(Multi-pixel Photon Counter,MPPC)应用于三维成像,MPPC与光学成像结构相结合,对微光成像实验平台进行了光路设计。该设计将平面探测改为实物立体探测,同时实现极低照度下的目标成像。设计了一个焦距范围为30~85 mm,视场大于20°,场曲小于2%的光学成像结构,并通过光学设计软件对光学结构进行优化,使其满足设计指标。搭建了二维微光成像系统进行实物物体探测。通过实验验证,该系统可以实现10-4 lx以及更低照度的微光环境下,40 cm距离的目标物体的二维成像。 展开更多
关键词 微光成像 光路设计 多像素光子计数器 光学优化
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基于改进的AdaBoost无线光通信信号检测算法 被引量:5
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作者 贺锋涛 王乐莹 +2 位作者 王晓波 杨祎 李碧丽 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期659-665,共7页
为了提升无线光通信系统接收灵敏度,采用一种基于改进基分类器系数的AdaBoost弱光信号检测算法,解决多像素光子计数器(MPPC)在弱光条件下的信号检测问题。该算法采用k最近邻(KNN)为基分类器组建强分类器,针对传统AdaBoost算法基分类器... 为了提升无线光通信系统接收灵敏度,采用一种基于改进基分类器系数的AdaBoost弱光信号检测算法,解决多像素光子计数器(MPPC)在弱光条件下的信号检测问题。该算法采用k最近邻(KNN)为基分类器组建强分类器,针对传统AdaBoost算法基分类器系数仅与错误率有关而产生冗余的基分类器消耗系统资源的问题,提出一种基于错误和正确分类样本权重的基分类器系数优化AdaBoost算法(W-AdaBoost),将信号解调问题转换为分类问题;并采用波长450 nm半导体激光器、MPPC光电转换器件搭建了无线光通信系统。结果表明,系统在通信速率为2 Mbit/s、误比特率为3.8×10-3时,改进的W-AdaBoost-KNN算法较传统AdaBoost-KNN和单一KNN算法,灵敏度分别提升了1.6 dB和4.8 dB左右。此研究结果说明W-AdaBoost-KNN算法可提高弱光条件下的信号检测效率,提升无线光通信系统接收灵敏度。 展开更多
关键词 光通信 ADABOOST算法 多像素光子计数器 集成学习 信号检测
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