采用高速伪随机码调制和光子计数技术的光纤激光测距系统

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1、第42卷第12期红外与激光工程2013年l2月V01．42NO．12InfraredandLaserEngineeringDec．2013采用高速伪随机码调制和光子计数技术的光纤激光测距系统杨芳1,2,3，张鑫1,2，贺岩，陈卫标(1．中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海201800；2．中国科学院大学，北京100049；3．上海电力学院电子与信息工程学院，上海20O09O)摘要：在高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距系统中，将l55Onm光纤激光器的伪随机码调制速率从622MHz提高到1GHz，利用光纤延时方法开展了两种调制速率下的测距实验并进行

2、性能验证和对比。采用l0阶M序列伪随机码和探测效率为l0％的同一个InGaAs／InP雪崩光电二极管，入射到探测器的信号光能量均为1．94x10J时，得到二者的系统信噪比基本一致，但在高调制速率下系统的测距精度提高了1．58倍，基本符合理论计算结果。搭建了实际测距平台并开展基于1GHz调试速率下的室内测距实验，当测量距离约为4．5m的高反射目标时，得到2．1cm的测距精度，该实验结果为室外测距实验提供了参考依据。关键词：伪随机码调制；光子计数；激光测距；InGaAs／InP雪崩光电二极管中图分类号：TN958．98文献标志码：A文章编号：1007—2276(2013)12—3234—05La

3、serrangingsystembasedonhighspeedpseudorandommodulationandphotoncountingtechniquesYangFang'。，ZhangXin，HeYan，ChenWeibiao(1．ShanghaiKeyLaboratoryofAllSolid—StateLaserandAppliedTechniques，ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanicsChineseAcademyofSciences，Shanghai201800，China；2．UniversityofChineseAcademy

4、ofSciences，Beijing100049，China3．SchoolofElectronicandInformationEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstract：Pseudorandommodulationratewhichusedtomodulatel550nmfiberlaserwaspromptedfrom622MHztolGHzinthelaserrangingsystembasedonhighspeedpseudorandommodulationandphotonc

5、ountingtechnology．Rangingperformancewascomparedanddemonstratedundertwodifferentmodulationratesusingtheopticalfiberdelaymethod．10orderM—sequencepseudorandomcodeandthesameInGaAs／lnPsinglephotondetectorwithdetectioneficiencyof10％wereimplementedinthesystem．Underconditionofinputsignalaverageenergyof1．94

6、x10一J，thesimilarSNRswereacquiredinthetWOsystemsandtherangingaccuracywasimprovedby1．58timesunderhighmodulationratewhichwasingoodagreementwiththeoryresult．Theactualrangingplatformwasestablishedandrangingexperimentwascarriedoutindoor．Therangingaccuracyof2．1cmwasobtainedwhenmeasuringahigh一收稿日期：2013—04-

7、20；修订日期：2013-05—23基金项目：中国科学院支撑项目(61501010304)作者简介：杨芳(1978-)，女，博士生，主要从事新型激光雷达的研究。Email：yang～fang_2001@sina．com．cn导师简介：陈卫标(1969一)，男，研究员，博士生导师，主要从事激光遥感、遥测和激光雷达等方面的研究。Email：wbchen@mail．shcnc．ac．cn第12期杨芳等：采用高速伪随