[发明专利]基于二阶相干的热光测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热光测距方法，特别是涉及一种基于二阶相干的热光测距方法。

背景技术

文献1“A.McCarthy，R.J.Collins，N.J.Krichel，V. Fernandez，A.M.Wallace，and G.S.Buller，“Long-range time-of-flight scanning sensor based on high-speed time-correlated single-photon counting，”Appl.Opt.48，6241-6251(2009).”公开了一种利用光场的一阶相干性来实现距离测量，基于波长干涉仪，通过测量信号的相位漂移，可以达到亚纳秒的分辨率，但是这种方式的测量范围受到模糊距离的限制，只能到达激光波长的一半。即使使用多波长干涉，延展后的模糊距离一般也在毫米量级，显然不足以满足长距离测量的要求并且对与测量信号相同中心频率的环境噪声和干扰信号十分敏感。

发明内容

为了克服现有的热光测距方法测距分辨率低的不足，本发明提供一种基于二阶相干的热光测距方法。该方法利用热光的二阶相干函数g⁽²⁾(τ)的单峰特性及飞秒量级的半高宽，采用离散符合测量和基于最小二乘的曲线拟合方法，可以提高测距分辨率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于二阶相干的热光测距方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、根据输入的时间序列标签进行循环的符合运算，得到曲线拟合所需要的一系列归一化的时间二阶相干函数的样本点。在某个延时τ下，两路时间序列的符合数和二阶相干函数g⁽²⁾(τ)有如下的关系：

g(2)(τ)=n(τ)-Tδ(R1+γ1)(R2+γ2)+TδR1R2TδR1R2---(1)]]>

式中，T是总采样时间，δ为符合门宽，R1和R2为探测器1和探测器2的有用光子计数率，r₁和r₂为对应探测器的暗计数率和环境噪声引起的计数率之和，n(τ)为符合数。且当R_i>>r_i(i＝1，2)时，方程（1）简化为：