【摘 要】
：
硅光电倍增管（SiPM）是一种基于盖革模式雪崩光电二极管的新型光电转换器件,具有灵敏度高、光敏面大、响应速度快等突出优势,在激光测距、激光雷达领域有着广阔的应用前景。为此,论文从理论和实验两方面研究了SiPM对激光回波微脉冲光信号的探测特性,旨在为运用SiPM进行微脉冲激光雷达的接收机设计提供理论基础。论文在深入资料调研的基础上,推导出了SiPM的探测概率和输入输出响应公式,计算讨论了输入光子数对
论文部分内容阅读
硅光电倍增管（SiPM）是一种基于盖革模式雪崩光电二极管的新型光电转换器件,具有灵敏度高、光敏面大、响应速度快等突出优势,在激光测距、激光雷达领域有着广阔的应用前景。为此,论文从理论和实验两方面研究了SiPM对激光回波微脉冲光信号的探测特性,旨在为运用SiPM进行微脉冲激光雷达的接收机设计提供理论基础。论文在深入资料调研的基础上,推导出了SiPM的探测概率和输入输出响应公式,计算讨论了输入光子数对输出响应的影响,当入射光子数较小时SiPM的输出响应是线性的。在此基础上,编写了SiPM光子探测的蒙特卡洛仿真程序,计算了不同回波光子条件下背景光噪声、选通位置、像素数以及等效光电子阈值等对SiPM探测率、虚警率、漏测率和信噪比的影响,得到了不同回波光子条件下信噪比最佳的等效光电子阈值,平均光子数在0.57-9.55范围内对应的信噪比最佳的等效光电子阈值为2.5 ep..;发现当等效光电子阈值高于1.5 ep..时,可以忽略选通位置对SiPM探测性能的影响。论文还设计了SiPM的驱动电路,在电路功能仿真的基础上,搭建了SiPM探测微脉冲光信号的实验装置,进行了不同的偏压下的暗计数实验、光脉冲探测实验和输入输出响应实验,给出了SiPM的暗计数特性,可为偏压和阈值的优化选取提供基础。同时通过实验验证了理论计算和仿真结果的正确性。论文研究结果对于SiPM光子探测特性的认识及其在激光雷达接收系统中的优化应用有一定参考价值。
其他文献
脑卒中是目前世界上成年人的首要致残因素,幸存者存在50%～70%的偏瘫概率。脑卒中患者术后穿戴气动康复手套可以进行手功能康复训练,是帮助患者进行手部康复的一种较优的解决方案。不同于目前应用较多的预先编程模式和配合外设的主从控制模式,肌电控制模式具有控制过程动作自然、仿生性好、设备结构简单、应用灵活等优点。本文旨在将气压传动技术与肌电控制技术相结合,最终实现气动康复手套的肌电控制。根据表面肌电信号的
视觉里程计（Visual odometry,VO）是一种根据传感器传送而来的视觉信息,获取运动位姿的方法。这种方法应用领域广泛,在很多新兴领域,比如自动驾驶、机器人自定位和增强现实等领域都有很大的前景。视觉里程计所需要的传感器通常指相机,这种设备不像激光雷达那样笨重,因此成本低廉。这些优点都让视觉里程计成为研究热点,其技术也得到了很大发展。尽管如此,VO技术依然有很大的进步空间,比如在复杂的场景下
表面增强拉曼散射（Surface enhancement of Raman scattering,SERS）已经在表面科学、光谱分析、生物传感器、生物医学探测等领域得到了广泛应用。目前SERS基底的设计主要依赖于经验和实验尝试,设计周期长、成本高。利用先进的计算电磁学手段和前沿的优化方法实现SERS基底的设计具有重要的支撑作用,本文利用矩量法准确计算纳米结构的近场电场,并且利用深度学习方法探究纳米
随着科技的发展,各行各业对室内定位的需求日益增加,对室内定位精度的要求也逐渐提高。本文以提高室内定位精度为出发点,深入研究了基于接收信号强度的无线传感器网络室内定位技术,本文的主要工作如下。1、针对测距阶段的误差,采用RSSI预处理的方式获得平滑、准确的RSSI作为距离估计的依据。实验证明RSSI预处理能够有效提高测距精度与定位精度,平均定位精度提高33.98%;针对传统单一距离作为权值的加权质心
数字化全波形激光雷达通过对激光回波的数字信号处理获取目标距离和表面形态特征,相比于传统模拟信号处理激光雷达能使用更加灵活的信号处理手段,实现更好的测距精度,是目前激光雷达发展的重要方向。为此,论文研究了数字化全波形激光雷达测距精度的分析方法以及将其应用到不同表面目标测距时的精度问题,旨在为数字化全波形激光雷达系统的优化设计和应用提供基础。论文在深入资料调研的基础上,给出了激光雷达测距原理、数字化全
高温合金是现代航空航天、核工业及化工业上必需的金属材料,其属于典型的难加工材料,使用传统刀具加工高温合金时刀具磨损严重,切削力大,而陶瓷刀具加工效率高、加工质量好,因此更多的前沿研究关注陶瓷刀具切削高温合金。本文基于微波烧结技术,研究并优化β-Sialon陶瓷材料的烧结助剂组合和Z值组分体系,设计出适合于铣削高温合金的立铣刀片刃形,最终制备出具有良好切削性能的β-Sialon陶瓷立铣刀片。通过正交
在非结构化场景下的环境感知算法中,对于数据集的多源性和数据集标注信息的精度有着较高的要求。现有的数据集多采用人工进行数据标注,耗时耗力,但是标注的效果往往不够理想。自动驾驶需求及技术的高速发展,需要专业的集成测试平台,特别是需要对环境感知算法的功能、性能进行全面的测试和评估。因此,本文设计了基于环境感知的自动驾驶算法测试平台,该平台实现了算法辅助人工进行数据标注和算法跨平台并行测试功能,为环境感知
本论文以近程目标探测为应用背景,主要研究了毫米波近程目标检测算法,包括几种体制雷达测距测速原理、多目标检测算法、恒虚警率处理算法、系统软硬件设计和实验等几个方面内容。主要研究内容如下:（1）阐述近程目标探测系统选用连续波的原因。通过搭建单目标回波差频信号的数学模型,系统阐述了恒定频率连续波、三角波线性调频连续波（Linear Frequency Modulated Continuous Wave,
近年来,随着深度学习的迅速发展以及计算机硬件性能的快速提升,基于深度神经网络的图像着色逐渐成为图像后期着色的一种手段。相比传统着色算法,该类型着色算法不仅降低了人工干预程度,也极大提升了着色质量。然而,尽管基于深度神经网络的着色算法已经取得了一定的成果,但目前研究过于注重着色效果的改进,忽视了对着色效率的优化,使得现有的着色算法网络均存在模型参数量较多、模型大小较大,运算速度较慢等问题,这些问题限
随着科技的进步现代战争趋于电子信息化方向发展,以摧毁敌方雷达等电磁设备为作战目标的反辐射导弹的战场地位举足轻重,其关键部件反辐射导引头的技术研究已成为当前国内外重要研究课题之一,其中基于软件无线电理论的高速数字信号实时处理技术能很好的满足反辐射导引头的高精度、大带宽、高动态范围等性能要求。本文在此基础上对反辐射导引头信号处理理论进行了深入研究,并在软件无线电平台上进行了工程实现,从而设计出一款频带