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首页> 美国卫生研究院文献>Sensors (Basel Switzerland) >Custom-Technology Single-Photon Avalanche Diode Linear Detector Array for Underwater Depth Imaging
【2h】

Custom-Technology Single-Photon Avalanche Diode Linear Detector Array for Underwater Depth Imaging

机译：用于水下深度成像的定制技术单光子雪崩二极管线性探测器阵列

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摘要

We present an optical depth imaging system suitable for highly scattering underwater environments. The system used the time-correlated single-photon counting (TCSPC) technique and the time-of-flight approach to obtain depth profiles. The single-photon detection was provided by a linear array of single-photon avalanche diode (SPAD) detectors fabricated in a customized silicon fabrication technology for optimized efficiency, dark count rate, and jitter performance. The bi-static transceiver comprised a pulsed laser diode source with central wavelength 670 nm, a linear array of 16 × 1 Si-SPAD detectors, with a dedicated TCSPC acquisition module. Cylindrical lenses were used to collect the light scattered by the target and image it onto the sensor. These laboratory-based experiments demonstrated single-photon depth imaging at a range of 1.65 m in highly scattering conditions, equivalent up to 8.3 attenuation lengths between the system and the target, using average optical powers of up to 15 mW. The depth and spatial resolution of this sensor were investigated in different scattering conditions.
机译：我们介绍了一种适用于高度散射水下环境的光学深度成像系统。该系统使用时间相关的单光子计数（TCSPC）技术和飞行时间方法来获得深度轮廓。单光子检测由在定制的硅制造技术中制造的单光子雪崩二极管（SPAD）检测器的线性阵列提供，用于优化效率，暗计数和抖动性能。双静态收发器包括具有中心波长670nm的脉冲激光二极管源，线性阵列为16×1 Si-Spad检测器，具有专用的TCSPC采集模块。圆柱形透镜用于将由目标散射的光收集并将其映像到传感器上。基于实验室的实验在高度散射条件下在1.65米的范围内显示出单光子深度成像，在系统和目标之间相当于高达8.3的衰减长度，使用高达15兆瓦的平均光学功率。在不同的散射条件下研究了该传感器的深度和空间分辨率。

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