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激光三维成像是一种主动成像技术,除了探测目标的二维图像,通过测量发射点与目标之间的激光往返飞行时间,还可以探测目标的垂直距离,从而得到目标的三维信息。这种三维主动成像技术在目标甄别和形貌测量等领域有广阔的应用。其中,基于单光子探测器的激光三维成像技术又被称为光子计数三维成像技术,该技术采用单光子探测器探测反射光信号,将探测灵敏度提高至单光子极限,极大地提高了系统的工作距离。本文介绍了我们在近红外波段光子计数三维成像的研究工作,通过发展新型的高速近红外单光子探测技术,并且采用光纤阵列,实现了基于1550nm人眼一级安全波长激光的三维成像实验。不同于1000nm以下的光波段,目前仍旧缺少性能可以与Si APD单光子探测器比拟的1550nm波段的单光子探测器。我们发展了GHz正弦波驱动技术,实现了基于InGaAs/InP APD的准连续单光子探测,并且采用光纤阵列,将单元的InGaAs/InP APD单光子探测器组合成探测阵列,利用时间相关光子复合计数采集和分析给光纤通道的光子飞行时间的,从而获得目标表面的三维图像。我们采用1550nm半导体皮秒脉冲激光器,基于时间-数字转换技术的时间相关光子复合计数仪器,以及GHz正弦波驱动的InGaAs/InP APD单光子探测器,实现了～300ps时间分辨精度的光子飞行时间测量系统。采用100像元的光纤阵列,在2.5mrad视场内,灵活构建了0.6cm平面分辨率的二维成像系统。结合光子飞行时间测量系统,构建了1550nm光子计数三维成像实验装置。在实验中,我们利用4nJ的单脉冲能量的1550nm激光,实现了对32m远目标物的三维成像,得到了一幅100像素点的三维图像,当反射光接近单光子水平时,垂直距离分辨率达到4.5cm。本套系统,实现了基于近红外单光子技术的激光三维成像技术的研究,展示了一种具有低能量、眼安全的远距离探测能力的激光三维成像技术。