激光雷达的单光子计数器计数实现

大气与环境光学学报 ›› 2012, Vol. ›› Issue (5): 364-369.

激光雷达的单光子计数器计数实现

梅文华1,2，刘建国1，张天舒1，付毅宾1

（1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽合肥 230031；
2 中国科学院研究生院，北京 100039）

收稿日期:2012-04-16 修回日期:2012-04-24 发布日期:2012-10-21
通讯作者: 梅文华（1985-），男，江西抚州临川人，研究生，主要从事环境监测中光电子技术研究。 E-mail:whmei@aiofm.ac.cn
作者简介:梅文华（1985-），男，江西抚州临川人，研究生，主要从事环境监测中光电子技术研究。

Counting Achievement of Lidar's Single Photon Counter

MEI Wen-hua1,2, LIU Jian-guo1, ZHANG Tian-shu1, FU Yi-bin1

(1 Key Laboratory of Environment Optical and Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Science, Hefei 230031, China;
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)

Received:2012-04-16 Revised:2012-04-24 Online:2012-10-21

摘要/Abstract

摘要：

单光子计数器作为激光雷达的数据采集部件，目的是实现对PMT输出脉冲信号的计数，并把数据实时上传给计算机。鉴于脉冲信号上升时间短，数据量大，本系统选用CPLD作为计数器和控制器，采用门控双通道无缝计数方法，可实现50 ns的门宽分辨率。用一片32 K×16 bit的SRAM做缓存，可满足每50 ns的时间分辨率最大65535次的计数。采用USB作为数据传输接口，可以很好的满足高速、实时的设计要求。

关键词: 单光子计数, 激光雷达, 瞬态记录仪, CPLD

Abstract:

As the data acquisition component of lidar, single photon counter is designed to achieve the PMT output pulse signal count, and real-time upload the data to the computer. Because the rise time of the pulse signal is very short and the volume of data is very large, using CPLD as the counter and controller, using gated dual channel seamless counting method, the system can achieve 50 ns gate width resolution. Using a piece of 32 K*16 bit SRAM as cache can meet the requirements of maximum counts of 65535 per 50 ns time resolution. Using the USB as data transmission interface, it meets the design requirements of high speed and real-time very well.

Key words: single photon counter, lidar, multiscaler, CPLD

中图分类号:

TP274

梅文华刘建国张天舒付毅宾. 激光雷达的单光子计数器计数实现[J]. 大气与环境光学学报, 2012, (5): 364-369.

MEI Wen-Hua, LIU Jian-Guo, ZHANG Tian-Shu, FU Yi-Bin. Counting Achievement of Lidar's Single Photon Counter[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2012, (5): 364-369.

[1]	陈晓敏, 张洪玮, 孙康闻, 吴松华, . 基于相干多普勒激光雷达的斜程湍流参数反演方法研究[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(1): 1-13.
[2]	汪惜今, 徐青山, 范传宇, 程晨, 戚鹏, 徐赤东 . 激光雷达探测整层大气昼夜气溶胶光学厚度[J]. 大气与环境光学学报, 2023, 18(1): 14-24.
[3]	李林, 张治国, 杜传耀, 韦涛, 于丽萍, 范雪波∗. 多普勒测风激光雷达与 L 波段探空对比分析[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(5): 494-505.
[4]	崔桐, 陈相成, 戴光耀, 张洪玮, 王琪超, 吴松华, ∗. 高分辨率变焦式连续波测风激光雷达设计与实验[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(4): 393-408.
[5]	蔡振锋, 李丁∗, 黄海虹. 2021 年春季沙尘传输对徐州地区气溶胶演变影响分析[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(4): 409-419.
[6]	郭航, 邵慧∗, 陈杰, 何子辛, 曹铮, 汪慧民, 颜普. 基于高光谱激光雷达的滞尘叶片光谱特征分析[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(4): 420-428.
[7]	冯攀∗, 张站业, 丁红波, . 一种激光雷达探测模块控制电路的设计和制作[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(4): 465-475.
[8]	陈标, 吴东, ∗. 基于CALIOP 和MODIS 的北极地区海雾检测研究[J]. 大气与环境光学学报, 2022, 17(2): 267-278.
[9]	刘佳鑫, 云龙, 邵士勇, 程雪玲, 宋小全, ∗. 深圳地区多普勒测风激光雷达的湍流观测[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(5): 383-391.
[10]	王莉娜, 杨丽丽, ∗, 杨燕萍, 王静, 陶会杰, 闭建荣. 基于多源资料的西北地区一次沙尘暴天气过程综合分析[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(5): 392-403.
[11]	殷振平, 易帆, ∗, 王威, 何芸, 柳付超, 张云鹏, 余长明, . 基于偏振激光雷达对远距离传输沙尘在局地混合过程的观测研究[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(4): 299-306.
[12]	查书平, 李新宇, 张东, 王文婧∗, 董艳, 胡秀芳. 2020 年春节期间芜湖市典型大气污染过程分析[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(2): 127-137.
[13]	王彩玉, 苑克娥, ∗, 时东锋, 黄见, 杨威, 查林彬, 朱文越, . 大气光学湍流廓线探测方法研究进展[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(1): 2-17.
[14]	刘清媛, 吴松华, ∗, 张凯临, 李荣忠, 翟晓春. 基于单–双高斯模型拟合法的测风激光雷达海上风电机组尾流特征分析[J]. 大气与环境光学学报, 2021, 16(1): 44-57.
[15]	金效梅, 朱文越, 刘庆, . 激光相干测风技术应用研究[J]. 大气与环境光学学报, 2020, 15(3): 161-173.