光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2012年
8期
1831-1837
,共7页
何伟基%司马博羽%程耀进%成伟%陈钱
何偉基%司馬博羽%程耀進%成偉%陳錢
하위기%사마박우%정요진%성위%진전
单光子雪崩二极管%光子计数成像%马尔科夫更新%标准互信息量
單光子雪崩二極管%光子計數成像%馬爾科伕更新%標準互信息量
단광자설붕이겁관%광자계수성상%마이과부경신%표준호신식량
考虑用传统的成像技术检测光生电荷信号时易受模数转换噪声干扰,本文提出了一种基于单光子灵敏雪崩光电二极管(GM-APD)的光子计数成像方法.该方法以单光子灵敏GM-APD作为探测单元,以全数字化方式实现微弱光学信号的有效检测.建立了GM-APD光子流响应模型,利用马尔科夫更新过程分析了光子探测盲区对GM-APD瞬态响应的影响,得到了GM-APD输出的数字脉冲频率与光子流密度之间的关联表达式.搭建了二维扫描成像实验验证装置,通过实验得到了不同密度光子流条件下的光子计数图像.采用标准化互信息量分析得到,在光子流密度为3.0×104count/s的条件下,该实验装置仍然可以实现可视成像；当光子流密度达到2.7×105 count/s时,标准化互信息量大于0.5；实现了在低光子流密度时采用光子计数方式对目标物体的有效成像.
攷慮用傳統的成像技術檢測光生電荷信號時易受模數轉換譟聲榦擾,本文提齣瞭一種基于單光子靈敏雪崩光電二極管(GM-APD)的光子計數成像方法.該方法以單光子靈敏GM-APD作為探測單元,以全數字化方式實現微弱光學信號的有效檢測.建立瞭GM-APD光子流響應模型,利用馬爾科伕更新過程分析瞭光子探測盲區對GM-APD瞬態響應的影響,得到瞭GM-APD輸齣的數字脈遲頻率與光子流密度之間的關聯錶達式.搭建瞭二維掃描成像實驗驗證裝置,通過實驗得到瞭不同密度光子流條件下的光子計數圖像.採用標準化互信息量分析得到,在光子流密度為3.0×104count/s的條件下,該實驗裝置仍然可以實現可視成像；噹光子流密度達到2.7×105 count/s時,標準化互信息量大于0.5；實現瞭在低光子流密度時採用光子計數方式對目標物體的有效成像.
고필용전통적성상기술검측광생전하신호시역수모수전환조성간우,본문제출료일충기우단광자령민설붕광전이겁관(GM-APD)적광자계수성상방법.해방법이단광자령민GM-APD작위탐측단원,이전수자화방식실현미약광학신호적유효검측.건립료GM-APD광자류향응모형,이용마이과부경신과정분석료광자탐측맹구대GM-APD순태향응적영향,득도료GM-APD수출적수자맥충빈솔여광자류밀도지간적관련표체식.탑건료이유소묘성상실험험증장치,통과실험득도료불동밀도광자류조건하적광자계수도상.채용표준화호신식량분석득도,재광자류밀도위3.0×104count/s적조건하,해실험장치잉연가이실현가시성상；당광자류밀도체도2.7×105 count/s시,표준화호신식량대우0.5；실현료재저광자류밀도시채용광자계수방식대목표물체적유효성상.
