美國Draper公司開發的新型單光子探測器(SPD)可以吸收和探測單個光子,并能在1納秒的時間內刷新探測下一個光子。Draper現已獲得該產品的專利。
Draper已開發出許多軟硬件系統以支持自動駕駛車載激光雷達(LiDAR)。除了新型單光子探測器,Draper的Hemera系統通過極少的激光脈沖即可成像。以“戴珍珠耳環的少女”圖像對比成像效果,從左往右依次為:原畫效果、Hemera激光雷達每像素使用100個激光脈沖的灰度成像效果、每像素使用單個激光脈沖的成像效果、每像素使用100個激光脈沖的成像效果。
Draper位于馬薩諸塞州劍橋市,其工程師團隊開發的新型單光子探測器有望超越現有技術,大幅提升探測范圍與成像分辨率,為自動駕駛汽車和其它應用領域帶來福音。該探測器使用鍺硅光電二極管,具有極低的暗計數率,時間分辨率在1納秒以內。
這款新型單光子探測器是同類產品中首個可以配置成多個SPD陣列的單光子探測器,能從可見光到紅外光的超寬波長范圍內以高時間分辨率、高速、高效地探測單個光子。
這一技術突破為Draper及其開發團隊獲得了專利與榮譽。團隊主要成員Steven Spector表示,這項技術將顯著提升激光雷達的遙感能力。
“傳感器需要非常高效地探測光線,但在激光雷達等應用中,通常會受到激光功率的限制。”Spector說道,“因此,如果想從場景中的不同物體獲取更多信息,需要使用能夠探測單個光子的最高效的探測器,從而識別特定目標物體。”
Draper開發的新一代單光子探測器速度更快、更高效,它可以吸收和探測單個光子,并在1納秒的時間內刷新探測下一個光子。工程師將系統設計成光電二極管陣列,并將其與單電子雙極雪崩晶體管(SEBAT)耦合,該晶體管可將入射的光子轉換為可探測到的強電流。
Spector稱:“這款單光子探測器的新功能將使許多行業和研究領域受益。”他補充道,其它應用領域主要包括量子通信、監控、生物科學、成像和夜間作業等。
該專利發明人分別為:Steven Spector、Robin Dawson、Michael Moebius和Ben Lane。
Draper的這項新產品加強了其不斷擴充的自動駕駛汽車與系統的產品組合。這些產品組合包括:Draper APEX陀螺儀,一種可以提供厘米級精度定位的微機電系統(MEMS)陀螺儀;Draper全天候Hemera激光雷達技術,一種能夠穿透濃霧的全天候探測技術,并可與大多數激光雷達系統兼容;以及Draper采用MEMS光束轉向技術的片上激光雷達,可以創建汽車周圍環境的3D點云圖。(麥姆斯咨詢殷飛)