Time-multiplexing single-photon imaging lidar with single-pixel detector

激光雷达 探测器 多路复用 光学 光子计数 像素 物理 光子 遥感 计算机科学 电信 地质学
作者
Mingjia Shangguan,Yayun Liang,Ye Li,Yican Mo
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:124 (5)
标识
DOI:10.1063/5.0187820
摘要

A time-multiplexing technique is proposed and demonstrated for single-photon imaging lidar, utilizing a large-area single-pixel single-photon detector to simultaneously detect the multi-pixel echoes. In this time-division multiplexing lidar, the echo signals from different pixels of the fiber array are delayed through fibers of varying lengths, merged into a fiber bundle, and then sequentially detected by the large-area single-pixel detector. In the experimental demonstration, a two-detector system capable of imaging 122 pixels using single-photon imaging lidar was showcased in three-dimensional imaging. Furthermore, the spectral broadening caused by multimode fiber dispersion was analyzed. Imaging of four different targets at a distance of 80 m was experimentally validated. This time-multiplexing technique can greatly reduce the number of single-photon detectors required in imaging lidar systems, making it suitable for low-cost lidar applications.
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