对提升激光雷达作用距离的方法进行了分析, 针对2 km以上的远程探测应用, 提出了一种轻小型能够全天时工作的光子计数激光三维成像雷达解决方案, 可用于轻小型飞行器制导, 无人机、直升机、船舶导航与避障, 铁路轨道障碍物探查等有远程探测需求的应用场合。该系统采取光子计数高探测灵敏度方案, 光学应用收发共光路设计, 收发望远镜巧妙采用了共轭光学设计, 二维扫描机构放置于望远镜的后方, 不但扩大了望远镜口径, 提升了作用距离, 同时也缩减了扫描镜尺寸, 有利于扫描速度的提高, 激光收发采取窄发散角和瞬时视场共视场扫描设计, 再结合超窄带滤波器的应用, 使得系统能够实现强烈背景噪声条件下的工作。最后讨论了高重频微脉冲激光器、发射杂散光干扰、偏振激光雷达适应性以及光子计数背景滤波去噪处理技术等技术难点。

介绍了基于InGaAs单光子探测器的日光条件测距实验，通过压缩激光接收视场、使用超窄带滤光片、结合超快主动淬灭电路等降低InGaAs单光子探测器死时间的方法，成功地进行了基于InGaAs单光子探测器的日光条件光子计数测距实验。分析实验数据，分别获取基于InGaAs探测器和Si基探测器的系统探测灵敏度、系统测距精度等参数，并进行比较。实验结果表明：经过高速主动淬灭电路优化后的InGaAs探测器，其死时间与Si基探测器的死时间相当；在背景光噪声一定的情况下，使用InGaAs探测器可以提高系统的探测灵敏度，从而增加系统的最大测程；得益于InGaAs探测器的低抖动时间，在提高系统最大测程的同时，系统的测距精度不受影响。