基于压缩采样的光子计数相干探测技术研究

基本信息
批准号:61805249
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:陈臻
学科分类:
依托单位:中国科学院光电技术研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘博,王华闯,赵旭龙,于洋,王盛杰,帖栋修
关键词:
压缩采样多普勒单光子探测相干探测激光雷达
结项摘要

Current photon counting coherent detection methods mainly utilize the photon-number-resolving detector to overcome the influence of dead-time effect on spectrum recognition of coherent beat signal. Their working wavelength and application range are restricted by the photon-number-resolving detector. Here, a novel method about photon counting coherent detection based on compressive sampling is proposed, which creatively uses compressive sampling to break through the limitation of Nyquist sampling frequency. In this case, the influence of dead-time effect on spectrum recognition can be overcome, which makes it possible to implement coherent detection using GM-APD cell detector, and reduce dependence on the photon-number-resolving detector. In general, the photon-number-resolving detector can only be used to perform Doppler measurements previously. However, with the compressive sampling framework, Doppler imaging can be performed directly (for array structure detectors, such as GM-APD array), or data update-rate can be enhanced (for macro-pixels structure detectors, such as SiPM). Such superiority will greatly improve the application range for photon counting coherent detection system.

现有的光子计数相干探测方法主要利用光子数分辨探测器来间接地克服死时间效应对相干拍频信号频谱识别的影响,其工作波长和应用范围受到光子数分辨探测器的制约。本项目提出基于压缩采样的光子计数相干探测新方法,巧妙地运用压缩采样技术突破奈奎斯特采样频率的限制,进而克服死时间效应对相干拍频信号频谱识别的影响。如此一来,采用GM-APD单元探测器即可实现相干探测,使光子计数相干探测摆脱对光子数分辨探测器的依赖。此前采用光子数分辨探测器才能进行多普勒测速,然而在本项目的压缩采样框架下,光子数分辨探测器可直接进行多普勒成像(针对阵列结构探测器,如GM-APD阵列),或者提高数据更新率(针对微元结构探测器,如SiPM硅光电倍增管),极大地提高了探测系统的应用价值。

项目摘要

光学相干探测技术具有分辨率高、信息量大等显著优势而被广泛应用于激光雷达、光通信、光学相干层析成像等领域。本项目将光子计数技术引入相干探测,建立了基于压缩采样的光子计数相干探测方法,突破了宽带光子计数相干探测关键技术,搭建了光子计数相干探测仿真系统和实验系统,在实现单光子灵敏度的同时,能够实现宽带频谱感知和高分辨率三维成像。本项目所特有的带宽高灵敏度优势是传统相干探测方法无法比拟的,能够用于高速运动目标及微动目标探测识别,有望在国民经济和国防安全领域发挥作用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
2

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
3

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

DOI:10.3901/jme.2020.24.219
发表时间:2020
4

气力式包衣杂交稻单粒排种器研制

气力式包衣杂交稻单粒排种器研制

DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.002
发表时间:2021
5

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

DOI:10.6038/cjg2022p0255
发表时间:2022

陈臻的其他基金

相似国自然基金

1

光子辅助的压缩采样

批准号:61271134
批准年份:2012
负责人:陈明华
学科分类:F0121
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
2

基于压缩感知理论的光子计数成像方法研究

批准号:61101196
批准年份:2011
负责人:何伟基
学科分类:F0114
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

面向玻色采样量子计算的光子探测技术研究

批准号:61402506
批准年份:2014
负责人:易勋
学科分类:F0204
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

电容阳极光子计数探测器的机理与技术研究

批准号:11803074
批准年份:2018
负责人:朱炳利
学科分类:A1901
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目