PICOPOWER-LD皮秒激光器及TCSPC应用于非视距成像

 怎样对隐藏在相机视觉范围内的目标成像，是很多领域需要解决的问题，如机器视觉、国防、远距离传感、自动驾驶、医学成像等。宏观尺度上的非视距成像NLOS已被证实可以通过脉冲激光器扫描可见光表面，用时间分辨的探测器探测进行解决。光的探测和雷达系统采用了这种方法通过反射光来恢复目标的形状，非视距成像通过多次散射光来重构被隐藏的目标图像。尽管有这些优势，非视距成像还有些不切实际的方面，如过高的内存及重构算法的数据处理要求，以及多次散射光的极微弱信号。

 Nature上由美国斯坦福大学Matthew O’Toole为第一作者的一篇论文“Confocal non-line-of-signt imaging based on the light-cone transform"的文章介绍了共焦扫描通过光锥变换的推导来解决非视距成像重构的问题。这种方法相对于以前的对隐藏目标进行成像方法，需要较少的计算及内存资源，却拥有很高的分辨率。当对回反射目标成像时，共焦扫描在提供了大幅增强的信号。而且证实了基于非视距成像的分辨率非常好，也验证了实时追踪的潜力，及推导出结合之前的成像和物理上的精确噪声模型的有效的算法。 另外该论文也描述了室外非直接光照下的非视距成像的实验。

 LIDAR系统使用时间分辨探测器去扫描三维的目标。这样的系统需要距离测量，去记录光从光源到目标再返回传感器的时间。近期，这种时间分辨探测器被用于进行非视距成像追踪，或隐藏在角落里目标的成像，通过计算非直接反射光的光路来计算目标的形状。

图中采用的共焦成像的硬件和测量方法

a. 脉冲的激光器和时间分辨的探测器去扫描墙壁记录从墙壁直接反射汇率的光和从隐藏目标非直接反射回来的光

b. 柱状图测量墙壁的扫描点，显示了探测器的精度。实验中，隐藏的目标是用5cm x 5cm的反光胶带做成的。探测直接信号的时间(t=4.27ns),

• 依次沿着墙壁扫描，将会得到一副拖尾图象，这包含了非直接反射光路径的几何信息。图中每条纵纹代表中从墙壁上离散点测到的柱状图，而这是从隐藏目标反射回来的。

 这套系统里我们能提供的产品方案包括

1. 德国Alphalas的Picopower-LD-670皮秒激光器，配合驱动器使用，可以输出20MHz(或50MHz，100MHz)的皮秒脉冲，脉宽<60 ps

2. 德国Swabian Instruments的Time Tagger Ultra时间相关单光子计数器。可以提供4路输入通道、1ps电子学时间分辨率、9ps RMS时间抖动（时间精度）、2ns 死区时间、数据传输率70M tags/s。

3. 意大利MPD公司的SPAD，100um直径探测面积、响应时间<50 ps、暗计数<50 c/s。

这样的一套方案，可以提供较高的系统时间分辨率和较多的探测光子事件（TSCPC死时间短）。

武汉能带科技有限公司是以上三家产品的代理，可以提供整体的解决方案，应用于非视距成像、雷达探测、飞行时间测量、荧光寿命测试等领域。