用于Gm-APD单光子激光雷达的偏振控制降噪方法

杨扬 Yang Yang、王梓凝 Wang Zining、米庆改 Mi Qinggai、杨永军 Yang Yongjun、吕林杰 Lü Linjie、米若鑫 Mi Ruoxin、武腾飞 Wu Tengfei

2025Laser & Optoelectronics ProgressPhysics and Astronomy被引 1开放获取

摘要

以盖革模式雪崩二极管（Gm-APD）为探测器件的单光子激光雷达在强背景噪声下存在信号光提取困难的问题，其主要原因之一是强背景噪声触发单光子探测器淬灭的概率提高，影响了信号光的计数效率，进而降低了Gm-APD单光子激光雷达的信背比（SBR）。针对上述问题提出一种偏振自由度控制降噪方法，将线偏振光作为信号光，设计偏振控制收发光路，建立光子计数触发概率模型，对待测表面材质、背景噪声、死区时间等因素对信号和噪声计数的影响过程进行仿真，设计实验测试典型目标的偏振反射特性。搭建了完整的Gm-APD单光子激光雷达系统进行单点测距和外场成像验证，滤除了探测系统外部约50%的非偏振噪声，SBR最高提升至原来的1.8倍。该方法可应用到需求户外全天时探测性能的单光子激光雷达成像领域，如远距离车载雷达等。仿真与实验结果表明，所提方法具有良好的目标普适性和显著的噪声抑制能力。

引用本文（GB/T 7714）

杨扬 Yang Yang, 王梓凝 Wang Zining, 米庆改 Mi Qinggai, 等. 用于Gm-APD单光子激光雷达的偏振控制降噪方法[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2025.

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DOI：https://doi.org/10.3788/lop242338

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