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基于G-APD阵列的卫星激光测距系统探测性能分析
Analysis on Detection Performance of Satellite Laser Ranging Based on Geiger Mode APD Arrays

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翟东升 1   汤儒峰 1   黄凯 1 *   薛莉 2   李语强 1   李祝莲 1   熊耀恒 1  
文摘 盖革模式雪崩光电二极管阵列(G-APDs)是近年来新兴的弱光探测器件。基于盖革模式APD探测概率的分析,利用卫星激光测距系统的仿真结果,对G-APDs的卫星激光测距系统进行研究。在回波强度为单光子量级、仅考虑探测器暗计数噪声的情况下,相对于单元探测的单光子探测器,采用阵列探测器能够有效的增加回波信号的探测点数;在同样噪声的情况下,回波强度为多光子时,采用阵列探测器能够减少盖革模式探测器探测概率的极大值相对回波光电子数极大值的漂移量;在回波强度为单光子量级,同时考虑天空背景噪声和探测器暗计数噪声时,采用阵列探测器能够有效降低噪声对信号回波的淹没效应。
其他语种文摘 Geiger-mode avalanche photodiodes (G-APD) arrays is being concerned in ultra-weak-light detection. It is necessary to analyze performance of satellite laser ranging system based on G-APDs before engineering application. In this paper, the way of numerical calculation and simulation is used. In the condition of laser echo in the magnitude of single photon and only considering the dark counting noise, although the detect probability and the degree of identifying detection data are low, the effective detection points are enhanced relative to using a single photon detector. As laser echo in multiphoton and only considering the dark counting noise, the use of G-APDs is able to reduce the output of the detector drift. The laser echo is flooded when the detector working in geiger mode because of the strong noise which contains the dark counting noise and day light noise. The flooding effect is restrained by using G-APDs.
来源 中国激光 ,2015,42(6):0608007-01-0608007-07 【核心库】
DOI 10.3788/CJL201542.0608007
关键词 探测器 ; 盖革模式光电二极管阵列 ; 数值仿真 ; 卫星激光测距
地址

1. 中国科学院云南天文台, 云南, 昆明, 650216  

2. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京, 100094

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 0258-7025
学科 物理学
基金 国家自然科学基金青年科学基金 ;  国家自然科学基金联合基金
文献收藏号 CSCD:5457157

参考文献 共 21 共2页

1.  张忠萍. 基于200 Hz重复率高功率全固态激光器空间碎片激光测距试验. 中国激光,2014,41(s1):s108005 CSCD被引 13 次    
2.  吴志波. 卫星激光测距回波探测成功概率统计分析. 测绘科学,2006,31(3):28-29 CSCD被引 13 次    
3.  Kirchner G. Graz kHz SLR system: design, experiences and results. Proc of 14th International Workshop on Laser Ranging Instrumentation,2004:2-5 CSCD被引 1 次    
4.  郑向明. 云台1.2m望远镜共光路千赫兹卫星激光测距系统. 光学学报,2011,31(5):0512002 CSCD被引 19 次    
5.  李欣. kHz激光器在武汉卫星观测站的测距实验. 强激光与粒子束,2011,23(2):367-370 CSCD被引 13 次    
6.  张忠萍. 高重复频率卫星激光测距实验研究. 激光与红外,2009,39(12):1267-1270 CSCD被引 8 次    
7.  Wu Zhibo. The preliminary results of SLR with 10 kHz laser system at shanghai station. Proc of 18th International Workshop on Laser Ranging Instrumentation,2013:13-Po52 CSCD被引 1 次    
8.  Kirchner G. Graz 10 kHz SLR. Proc of 17th International Workshop on Laser Ranging Instrumentation,2011 CSCD被引 1 次    
9.  杨福民. 白天卫星激光测距系统的设计和实测结果. 中国科学（A辑）,1998,28(11):1048-1056 CSCD被引 34 次    
10.  韩光宇. 卫星激光测距中白天测距的分析与实现. 仪器仪表学报,2012,33(4):885-889 CSCD被引 14 次    
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12.  Aull B F. Gerger-mode avalanche photodiodes for three-dimensional imaging. Lincoln Laboratory Journal,2002,13(2):334-350 CSCD被引 1 次    
13.  Albota M A. Three dimensional imaging laser radar with a photon- counting avalanche photodiode array and microchip laser. Applied Optics,2003,41(36):7671-7678 CSCD被引 30 次    
14.  徐璐. 盖革模式雪崩光电二极管激光雷达累积探测性能的研究. 中国激光,2012,39(4):0414003 CSCD被引 13 次    
15.  吴丽娟. 盖革模式APD阵列激光雷达的三维成像仿真. 红外与激光工程,2011,40(11):2180-2186 CSCD被引 7 次    
16.  Murphy T W. The apache point observatory Lunar laser ranging operation: instrument description and first detections. Publications of the Astronomical Society of the Pacific,2008:20-37 CSCD被引 17 次    
17.  寇松峰. 基于4元APD阵列的激光测距技术研究. 激光与红外,2008,38(6):537-540 CSCD被引 8 次    
18.  Degnan J J. Millimeter accuracy satellite laser ranging: a review. Contributions of Space Geodesy to Geodynamics: Technology,1993:133-162 CSCD被引 9 次    
19.  Degnan J J. Optimization of the correlation range receiver parameters in SLR2000. Proceedings of the 13th International Laser Ranging Workshop,2002:3-7 CSCD被引 3 次    
20.  叶叔华. 天文地球动力学,2000 CSCD被引 49 次    
引证文献 13 篇

1 罗青山 PN1B微小卫星激光反射器设计及激光测距试验 强激光与粒子束,2017,29(2):021002-1-021002-6
CSCD被引 2 次

2 罗青山 GRACE重力卫星激光反射器分析 激光与光电子学进展,2016,53(11):112301-1-112301-6
CSCD被引 3 次

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