基于超导纳米线单光子探测器的多光子增强分辨率用于时间位移激光雷达系统
量子物理
2025-03-20 v1 光学
摘要
超导纳米线单光子探测器 (SNSPD) 在过去十年中涌现为一种具有高灵敏度、宽动态范围和优异时序精度的颠覆性技术，特别适合激光雷达应用。我们报道了基于集成波导 SNSPD 的时间位移 (TOF) 激光雷达系统，表现出卓越的时序精度，这转化为高范围分辨率。对于单次测量，我们发现分辨率达到毫米级，这源于对时间位移信号的抖动为 21ps（在低光子数下）。我们进一步通过将 SNSPD 驱动进入多光子探测 regime，利用更高强度的激光脉冲，将该信号抖动降低到 11ps，从而改善范围分辨率。对于多次测量，我们发现亚毫米级的范围精度为 0.75mm，并通过以组合方式显示获取的范围数据中的反射光子数及其时序分布，揭示了扫描物体的额外表面信息。我们实现的激光雷达接收器利用了集成波导 SNSPD 的优异时序精度，并将其运作扩展到多光子 regime，这为广泛的遥感应用提供了益处。
引用
@article{arxiv.2503.15349,
title = {Multi-photon enhanced resolution for Superconducting Nanowire Single-Photon Detector-based Time-of-Flight lidar systems},
author = {Adrian S. Abazi and Roland Jaha and Connor A. Graham-Scott and Wolfram H. P. Pernice and Carsten Schuck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15349},
year = {2025}
}