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第31页，共64页，编辑于2022年，星期五 The Sick LMS 200 laser scanner Implementation of a Risley prism scanner for an FPA staring array LADAR. 第32页，共64页，编辑于2022年，星期五 Maximum range 3-5 km Range resolution 10 mm Range accuracy at 50 m 5 cm FOV (Field of View) 20o x 20o Laser beam divergence 500 μrad Data rate 8-10 kpoints/s Instrument mass, power, volume 10 kg, 70 W, 13 L Laser (eye-safety) Class 3B Data output Range, bearing, centroid 第33页，共64页，编辑于2022年，星期五 Micro electro-mechanical system (MEMS) 第34页，共64页，编辑于2022年，星期五 距离选通激光成像雷达 Burst illuminations Ladar (BIL) 第35页，共64页，编辑于2022年，星期五 距离选通激光成像雷达 激光测距仪+扫描仪+数字相机 距离范围：3~800m 距离分辨率：厘米量级 波长：1.5?m 第36页，共64页，编辑于2022年，星期五 热像仪图像 BIL图像 第37页，共64页，编辑于2022年，星期五 第38页，共64页，编辑于2022年，星期五 闪烁式激光成像雷达 机载激光成像雷达 测距方式:TOF 面阵探测器：给出目标的角度和距离 盖革模式雪崩二极管(GM-APD)是其核心技术 Jigsaw image of helicopter 第39页，共64页，编辑于2022年，星期五 第40页，共64页，编辑于2022年，星期五 参数 数值 注释 标定距离 150m 视场角 10.8? 在距离150m处直径为28.3m 波长 532nm 激光远场光束图样 32?32点阵 按探测器瞬时视场点阵排列 激光脉宽 300ps 半宽度 激光脉冲和成像速率 16000/s 接收孔径 7.5cm 有效焦距 300mm F数 f/4.0 焦平面像素 32?32 纵向设计100?m像素 333?rad 瞬时斜距采样 在150m处为5cm 7.5m 视场FOV(32?32) 10.1?10.1mrad 距离分辨率 40cm 7.5m FPA采样率 2GHz 500GHz 瞬时视场 10.1?10.1mrad 在150m处为1.5m正方形 第41页，共64页，编辑于2022年，星期五 2003年6月该Jigsaw系统装在UH-1 直升机上进行了飞行实验 隐蔽在树林中带伪装网的坦克目标 第42页，共64页，编辑于2022年，星期五 飞行实验中获取的坦克目标的伪彩色3D 激光雷达图像处理过程显示 第43页，共64页，编辑于2022年，星期五 APD的工作模式 线性模式 工作电压接近并小于雪崩电压时，M到1000左右就会饱和，这样的倍增还不足以探测到单光子信号； 盖革模式 工作偏压大于雪崩电压时，光子信号APD吸收，并使APD迅速雪崩，同时采用一定的抑制电路（无源抑制、有源抑制和主动门抑制），迅速切断雪崩，使APD恢复到接收光子的状态。 第44页，共64页，编辑于2022年，星期五 盖革模式淬灭电路 被动淬灭 主动淬灭 第45页，共64页，编辑于2022年，星期五 GM-APD:光子/数字转换 Digitally encodedphoton arrival time photon APD 单元 Digital timing circuit Lenslet array APD array 焦平面 CMOS array 第46页，共64页，编辑于2022年，星期五 APD/CMOS 时间记录阵列 Silicon APDs for ? 0.9 ?m 20-50 % 探测效率 10-kHz 暗光子技术率 桥接 CMOS 计时 InGaAsP/InP APDs for ? 1~ 1.5 ?m 20-50%探测效率 ~10-kHz暗光子技术率TE-cooling (1 ?m ) 桥接 CMOS 计时 CMOS 计时电路t 250 - 500-ps 时间分辨率 500 MHz and 1-GHz 时钟 100-mm Bridge-Bonded Si APDs Bump-Bonded InGaAsP APDs 第47页，共64页，编辑于2022