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利用周界门控SPAD提高直接飞行时间测量精度

仪器与探测器 2026-06-24 v1 计算机视觉与模式识别 机器人学
作者: Md Sakibur Sajal , Hunter Guthrie , Zexi Liu , Marc Dandin
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摘要

直接飞行时间（dToF）测量容易因系统级和电路级定时抖动而产生误差。此外，源自单光子雪崩二极管（SPAD）暗噪声的器件级不确定性也导致了聚合误差。我们证明，周界门控可以通过降低暗噪声概率来帮助减少SPAD器件的器件级检测不准确性。具体来说，在这项工作中，我们开发了一个通用框架来准确估计源自不同源级别的dToF抖动，并分析了此类系统中常用的基于计数器的模数转换器（TDC）电路。我们还使用在0.35微米标准CMOS工艺中制造的周界门控SPAD（pg-SPAD）探测器测量了dToF。实验结果表明，pg-SPAD在自由运行和时间门控操作中都能提高测量精度。

关键词

直接飞行时间 单光子雪崩二极管 周界门控 定时抖动 暗噪声 时间数字转换器

引用

@article{arxiv.2607.02546,
  title  = {Direct Time-of-Flight Measurement Accuracy Improvement With Perimeter-Gated SPADs},
  author = {Md Sakibur Sajal and Hunter Guthrie and Zexi Liu and Marc Dandin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.02546},
  year   = {2026}
}

备注

4 pages, 7 figures, Accepted in MWSCAS 2026 conference