高靈敏度激光脈沖探測技術(shù)研究.pdf

1、由于脈沖激光信號具有光脈沖窄、重頻范圍寬、峰值功率高等優(yōu)勢，在軍事、通信等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，因此高性能的脈沖信號探測系統(tǒng)也越來越多的得到國內(nèi)外科研工作者的重視。探測靈敏度是接收系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，主要表征為在一定虛警概率下探測器件接收到的最小峰值光功率的大小。對于微弱激光脈沖信號探測場景，通過研究脈沖寬度、探測光子數(shù)等參數(shù)可以進一步的調(diào)整和優(yōu)化探測靈敏度等性能指標(biāo)。因此本論文在理論計算的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于直接探測方案的脈沖激光探測

2、系統(tǒng)。
　　激光脈沖信號探測按模式可以分為直接探測方案和相干探測方案。本文首先對這兩種探測方案進行了理論分析和優(yōu)劣勢對比，對于脈沖探測系統(tǒng)各模塊的噪聲進行了詳細的介紹與分析，并針對探測靈敏度指標(biāo)進行了理論計算。其次，本文主要針對激光脈沖信號的直接探測方案，對比了傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換器件與具有內(nèi)部增益的雪崩二極管的探測效率及其技術(shù)指標(biāo)，總結(jié)了前置放大電路的幾種設(shè)計思路，最終搭建了滿足一定虛警概率下的脈沖激光探測系統(tǒng)。
　　最終，在理

3、論計算的基礎(chǔ)上，本文對于脈沖激光直接探測方案搭建了實驗電路、并完成焊接與調(diào)試工作，同時針對各個電路模塊繪制了結(jié)構(gòu)件外殼以達到對噪聲進一步屏蔽的目的。通過本文的計算結(jié)果，在滿足虛警概率小于1％的基礎(chǔ)上，完成靈敏度指標(biāo)測試工作，測試結(jié)果為-37.1dBm，與本文計算的理論值相差7.4dB，測試結(jié)果與理論計算值的差異主要來自于對探測電路的系統(tǒng)噪聲評估不夠準(zhǔn)確，包括芯片或外圍電路在上電工作時產(chǎn)生的噪聲，需要對探測系統(tǒng)進行靈敏度優(yōu)化方案分析。在文