Draper高速单光子探测器获得专利,助力激光雷达提升探测能力

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Draper高速单光子探测器获得专利,助力激光雷达提升探测能力

据麦姆斯咨询报道,美国Draper公司开发的新型单光子探测器(SPD)可以吸收和探测单个光子,并能在1纳秒的时间内刷新探测下一个光子。Draper现已获得该产品的专利。

Draper已开发出许多软硬件系统以支持自动驾驶车载激光雷达(LiDAR)。除了新型单光子探测器,Draper的Hemera系统通过极少的激光脉冲即可成像。以“戴珍珠耳环的少女”图像对比成像效果,从左往右依次为:原画效果、Hemera激光雷达每像素使用100个激光脉冲的灰度成像效果、每像素使用单个激光脉冲的成像效果、每像素使用100个激光脉冲的成像效果。

Draper位于马萨诸塞州剑桥市,其工程师团队开发的新型单光子探测器有望超越现有技术,大幅提升探测范围与成像分辨率,为自动驾驶汽车和其它应用领域带来福音。该探测器使用锗硅光电二极管,具有极低的暗计数率,时间分辨率在1纳秒以内。

这款新型单光子探测器是同类产品中首个可以配置成多个SPD阵列的单光子探测器,能从可见光到红外光的超宽波长范围内以高时间分辨率、高速、高效地探测单个光子。

这一技术突破为Draper及其开发团队获得了专利与荣誉。团队主要成员Steven Spector表示,这项技术将显著提升激光雷达的遥感能力。

“传感器需要非常高效地探测光线,但在激光雷达等应用中,通常会受到激光功率的限制。”Spector说道,“因此,如果想从场景中的不同物体获取更多信息,需要使用能够探测单个光子的最高效的探测器,从而识别特定目标物体。”

Draper开发的新一代单光子探测器速度更快、更高效,它可以吸收和探测单个光子,并在1纳秒的时间内刷新探测下一个光子。工程师将系统设计成光电二极管阵列,并将其与单电子双极雪崩晶体管(SEBAT)耦合,该晶体管可将入射的光子转换为可探测到的强电流。

Spector称:“这款单光子探测器的新功能将使许多行业和研究领域受益。”他补充道,其它应用领域主要包括量子通信、监控、生物科学、成像和夜间作业等。

该专利发明人分别为:Steven Spector、Robin Dawson、Michael Moebius和Ben Lane。

Draper的这项新产品加强了其不断扩充的自动驾驶汽车与系统的产品组合。这些产品组合包括:Draper APEX陀螺仪,一种可以提供厘米级精度定位的微机电系统(MEMS)陀螺仪;Draper全天候Hemera激光雷达技术,一种能够穿透浓雾的全天候探测技术,并可与大多数激光雷达系统兼容;以及Draper采用MEMS光束转向技术的片上激光雷达,可以创建汽车周围环境的3D点云图。

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