เครื่องตรวจจับแสงสำหรับการวัดระยะด้วยเลเซอร์และการวัดระยะความเร็ว

ปัจจุบัน โหมดการระงับหิมะถล่มสำหรับ APD InGaAs มีสามโหมดหลัก ได้แก่ โหมดระงับแบบพาสซีฟ โหมดระงับแบบแอคทีฟ และโหมดตรวจจับแบบเกต โหมดระงับแบบพาสซีฟจะเพิ่มเวลาตายของโฟโตไดโอดหิมะถล่มและลดอัตราการนับสูงสุดของเครื่องตรวจจับลงอย่างมาก ในขณะที่โหมดระงับแบบแอคทีฟมีความซับซ้อนมากเกินไปเนื่องจากวงจรระงับมีความซับซ้อนเกินไปและสัญญาณแบบคาสเคดมีแนวโน้มที่จะถูกปล่อยออกมา โหมดตรวจจับแบบเกตถูกนำมาใช้ในการตรวจจับโฟตอนเดี่ยว ซึ่งเป็นโหมดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน

เทคโนโลยีการตรวจจับโฟตอนเดี่ยวสามารถปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพการตรวจจับของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในระบบสื่อสารเลเซอร์อวกาศ ความเข้มของสนามแสงตกกระทบจะอ่อนมาก เกือบจะถึงระดับโฟตอน สัญญาณที่ตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับโฟตอนทั่วไปจะถูกรบกวนหรือถูกบดบังด้วยสัญญาณรบกวนในขณะนั้น ในขณะที่เทคโนโลยีการตรวจจับโฟตอนเดี่ยวถูกนำมาใช้เพื่อวัดสัญญาณแสงที่อ่อนมากนี้ เทคโนโลยีการตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่ใช้โฟโตไดโอดหิมะถล่มแบบเกตติ้ง InGaAs มีคุณสมบัติเด่นคือความน่าจะเป็นของการเกิดพัลส์หลังเกิดพัลส์ต่ำ มีค่าความสั่นไหวตามเวลาต่ำ และอัตราการนับสูง

การวัดระยะด้วยเลเซอร์มีบทบาทสำคัญในหลายสาขา เช่น การควบคุมอุตสาหกรรม การสำรวจระยะไกลทางทหาร และการสื่อสารด้วยแสงในอวกาศ เนื่องจากคุณสมบัติที่แม่นยำและรวดเร็ว ประกอบกับความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากเทคโนโลยีการวัดระยะแบบพัลส์แบบดั้งเดิมแล้ว ยังมีการนำเสนอวิธีการวัดระยะแบบใหม่อย่างต่อเนื่อง เช่น เทคโนโลยีการตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่ใช้ระบบนับโฟตอน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจจับสัญญาณโฟตอนเดี่ยวและลดสัญญาณรบกวนเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดระยะของระบบ ในการวัดระยะแบบโฟตอนเดี่ยว ค่าความสั่นไหวของเวลาของเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวและความกว้างพัลส์ของเลเซอร์จะเป็นตัวกำหนดความแม่นยำของระบบวัดระยะ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เลเซอร์พิโคเซคันด์กำลังสูงได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ดังนั้นค่าความสั่นไหวของเวลาของเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวจึงกลายเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดระยะแบบโฟตอนเดี่ยว