• 文章标题：《基于超低时序抖动超导纳米线单光子探测器的高分辨率远距离深度成像激光雷达》
• 作者：奥格斯·麦卡锡¹*等
• 机构：英国爱丁堡赫瑞瓦特大学光子与量子科学学院等
• 日期：2025年2月6日

2. 优化型单像素扫描收发机光路技术：创新性采用双镀金离轴抛物面镜替代传统多片透镜光路，大幅减少光学反射界面，有效抑制系统内部杂散光与回射干扰；结合10μm细芯光纤空间滤波+多波段光谱滤波组合，极强压制日间太阳背景噪声，实现强光环境下的微弱单光子信号捕获。
3. 高精度单光子计数成像算法：依托TCSPC亚皮秒时间标记技术，配合像素级直方图互相关分析算法，无需邻域像素辅助，即可实现单像素高精度深度解算，同时支持超短像素驻留时间的数据回溯解析。

1. 极致测距精度突破：实现毫米级超高分辨率深度成像，日间环境下可清晰分辨0.5mm深度盲孔、1mm高度微型结构，深度精度远超同波段远距离单光子激光雷达系统。
2. 远距离日间全天候成像：在人眼安全激光功率（≤3.5mW）条件下，完成45m、325m高精度三维成像，成功实现1km野外非合作通信铁塔的日间清晰探测，突破传统激光雷达日间抗干扰弱、测距短的瓶颈。
3. 高效快速成像能力：单像素采集时间低至0.25–1ms，回溯验证可实现0.1ms超快速成像，兼顾成像精度与采集效率，325m距离下极限空间分辨率可达0.4线对/毫米。
4. 复杂场景适配性提升：可适配人体、精细靶标、野外基建等不同材质、不同反射率场景的成像，有效耐受大气湍流、日光强光干扰，为远距离人脸识别、障碍物穿透成像、远距离目标分类等场景提供技术支撑。

• 图2 (a) 单站式单像素扫描收发一体机光学光路原理图。照明光源（1550纳米波长光纤激光器）通过发射端光纤准直组件（FCP-Tx）耦合接入发射（Tx）光路。准直后的发射光束依次经过线性偏振净化片（LPol）与半波片（P），调整半波片可使经由偏振分光棱镜（PBS）出射、射向振镜扫描光学系统的光束通量达到最大。接收（Rx）光路收集的回波光子，在耦合接入连接超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的纤芯直径0微米铠装光纤前，依次经过长波通滤光片（LPF）、短波通滤光片（SPF）与带通滤光片（BPF）组成的滤波模组。经测试，标注A、B两点间发射光路的传输效率约为92%。(b) 定制收发一体机光机结构机械CAD模型标注图；(c)为同一视角下拆除外壳后的收发一体机实物实拍图。整套光路所用光学元件及少量装配用光机固定支架均为市售标准成品件。FCB-光纤准直组件；PBS-偏振分光棱镜；OAPM-离轴抛物面反射镜；GSM-振镜扫描镜。