Fotodetektor do pomiaru odległości laserowej i pomiaru prędkości

Obecnie dostępne są trzy główne tryby tłumienia lawinowego dla detektorów InGaAs APD: tłumienie pasywne, tłumienie aktywne i detekcja bramkowa. Tłumienie pasywne wydłuża czas martwy fotodiod lawinowych i znacznie zmniejsza maksymalną częstotliwość zliczeń detektora, natomiast tłumienie aktywne jest zbyt skomplikowane ze względu na zbyt skomplikowany układ tłumienia i podatność kaskady sygnałów na emisję. Tryb detekcji bramkowej jest obecnie stosowany w detekcji pojedynczych fotonów. Jest on najszerzej stosowany.

Technologia detekcji pojedynczych fotonów może skutecznie poprawić dokładność i wydajność detekcji systemu. W kosmicznym systemie komunikacji laserowej natężenie padającego pola świetlnego jest bardzo słabe, niemal osiągając poziom fotonów. Sygnał wykryty przez standardowy fotodetektor zostanie w tym momencie zakłócony lub nawet zagłuszony przez szum, podczas gdy technologia detekcji pojedynczych fotonów służy do pomiaru tego niezwykle słabego sygnału świetlnego. Technologia detekcji pojedynczych fotonów oparta na bramkowanych fotodiodach lawinowych InGaAs charakteryzuje się niskim prawdopodobieństwem wystąpienia impulsu następczego, małym jitterem czasowym i wysoką częstotliwością zliczeń.

Laserowy pomiar odległości odegrał ważną rolę w wielu dziedzinach, takich jak kontrola przemysłowa, wojskowa teledetekcja i kosmiczna komunikacja optyczna, ze względu na swoją precyzję i szybkość działania, a także ciągły postęp technologii optoelektronicznej. Oprócz tradycyjnej technologii pomiaru odległości impulsowej, stale proponowane są nowe rozwiązania, takie jak technologia detekcji pojedynczych fotonów oparta na systemie zliczania fotonów, która poprawia wydajność detekcji sygnału pojedynczego fotonu i tłumi szum, poprawiając dokładność pomiaru. W pomiarze odległości pojedynczym fotonem, jitter czasowy detektora pojedynczego fotonu i szerokość impulsu lasera determinują dokładność systemu pomiaru odległości. W ostatnich latach nastąpił szybki rozwój laserów pikosekundowych dużej mocy, dlatego jitter czasowy detektorów pojedynczych fotonów stał się głównym problemem wpływającym na dokładność rozdzielczości systemów pomiaru odległości pojedynczym fotonem.