微脉冲激光雷达中的光子计数死区时间瞬态效应

摘要

建立了光子计数器的模型,对光子计数器的死区时间效应进行了理论分析和实际测量,并提出了校正光子计数效应对微脉冲雷达信号影响的方法.利用马尔科夫链对微脉冲雷达的探测过程进行理论分析,并利用MATLAB对死区时间对光子计数产生的影响进行了计算和分析,描述了计数死区对探测结果产生的瞬态形态变化.在此基础上,搭建了微脉冲激光雷达光子计数的测量平台,实验验证了死区时间对于光子计数采集的影响.最后,测量了不同光强下死区时间对探测结果的抑制情况,给出了微脉冲激光雷达信号的校正方法.基于提出的方法对真实微脉冲激光雷达信号进行了校正实验.实验结果表明:在峰值功率为100 mW的405 nm激光照射下,光子计数在采集频率100 MHz时的散射光计数效应减少了50％.文中的方法较好地解释了小尺寸目标的探测信号形态,实现了对光子计数探测结果的校正.