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从“弯曲的桌面”到“亚厘米精度”：一篇带你读懂SPAD阵列激光雷达的误差与补偿2025年4月，中国计量大学的研究团队系统地分析时间门控SPAD阵列激光雷达的两大核心误差源，并提出了可量化的补偿方法。实验结果令人印象深刻：补偿后误差降低超过60%，深度分辨率优于1厘米。下面，我们就来拆解其中的技术细节。一、时间门控SPAD激光雷达的工作原理在深入误差分析之前，先快速理解这个系统是怎么工作的。与传统TCSPC（时间相关单光子计数）技术不同，时间门控SPAD阵列不逐点累积光子直方图，而是通过时间门来“切片”。每个时间门是一个固定宽度的时间窗口，比如5纳秒。相机在连续的门控周期中依次打开这些窗口，每个 ...
瑞士光学黑马 Optotune，液态镜头颠覆工业成像在传统光学系统中，聚焦通常依赖于机械结构推动透镜移动来实现，这种方式不仅响应速度慢，还存在诸多限制：对焦依赖于物体距离、电机系统导致整体结构庞大复杂、维护和校准成本高昂，以及机械磨损带来的寿命问题。而 Optotune凭借自主研发的可调焦液体透镜技术，彻底打破了这些瓶颈。无需机械移动，即可实现快速、精准的焦点调节，为各种需要高速对焦的应用场景带来了颠覆性解决方案。与传统光学方案相比，Optotune的液体透镜不仅彻底省去了机械移动结构，更在性能上实现了跨越式提升：• 聚焦速度可达毫秒级，满足高速动态场景需求；• 结构紧凑坚固，适应各种复杂环境 ...
看激光指向稳定系统，是如何大幅提高龙门系统激光加工的精度！激光加工作为一种无接触式加工，以其可控性好、加工效率高、材料损耗低等特点，在与传统加工方式的比较中脱颖而出，成为很多人的选择，常见的有激光切割和激光焊接。目前振镜或焊接头与龙门系统架相结合是常见的激光加工组合方案。在加工过程中，焊接头随龙门架移动或振镜扫描，促使激光在靶面移动，进而实现高精度的激光切割或焊接操作。然而，随着机器规模增大，光束路径延长，在加工过程中会出现机械结构件的膨胀、龙门系统的振动以及导轨平行度以及空气扰动，这使得要实现微米甚至亚微米精度的控制愈发困难。在科学研究应用中，虽可采用封闭或抽真空束线管规避空气波动，但在龙门 ...
应用探究 | 量子计算DOPA 产生压缩态：选 PPLN 还是 PPKTP？背景在量子技术中，压缩态（squeezed state）作为一种关键的连续变量量子态，已成为突破经典物理极限、提升系统性能的重要资源。如在量子精密测量中用于引力波探测，在量子通信中作为连续变量量子密钥分发（CV-QKD）的核心资源，在量子计算中，压缩态则是实现高斯玻色采样（GBS）的关键资源态。光学参量振荡（OPO）和放大（OPA）常用于产生压缩态，这通常是由非线性晶体实现的，如周期极化铌酸锂PPLN和周期极化磷酸氧钛钾PPKTP。周期极化晶体可以利用更长的相互作用长度和更大非线性系数。山西大学张宽收教授课题组分别使用 ...
原子磁力计的应用及进展引言人类对磁场的认识始于公元前6世纪，希腊哲学家泰勒斯发现摩擦后的琥珀可吸引轻小物体，及天然磁石可吸铁的现象，这一发现标志着人类对电的和磁的初步认识。随着人们对磁场的不断认识和学习，磁场测量设备也不断更新迭代，如从早期基于电磁感应原理的传统磁力计，到如今具有高精度的原子、量子磁力计。弱磁测量设备主要包括磁通门磁力计、超导量子干涉仪（superconducting quantum interference device，SQUID）和原子磁力计等。磁通门磁力计因其几何结构，分辨率一般只能达到纳特斯拉量级。SQUID具有高灵敏度的特点，但需要液氮杜瓦瓶来保持低温，体积较大且成 ...
案例分享|PPLN在频率片编码的纠缠量子密钥分发中的应用简介：我们以前分享过《基于time-bin量子比特的高速率多路纠缠源——PPLN晶体应用》，探讨了PPLN在时间片QKD中的应用。时间-能量纠缠虽是PPLN基础的产生形式，但也可以通过“加工”获得各种纠缠自由度。近期德国汉诺威莱布尼茨大学的Michael Kues及其研究团队在国际权威期刊《Light: Science & Applications》发表了一项突破性研究，题为“Frequency-bin-encoded entanglement-based quantum key distribution in a reconfi ...
时域近红外光谱仪在固体模型与临床的应用固体模型（solid phantoms）是一种用于模拟生物组织光学特性的人造材料，广泛应用于扩散光子学实验领域。它们通过精确控制吸收和散射系数，能够模拟真实组织的光学行为，为仪器校准、实验室间比较研究、工业标准制定以及多中心临床试验提供重要支持。通过分析组织样固体模型的吸收系数和约化散射系数来衡量固体模型的光学特性，进而研究不同固体模型的复现性，是一种可行的技术手段。在人脑临床实验中，血氧相关的脑功能检测非常重要。通过实验的方法对大脑在传输特定波长光时的吸收系数和约化散射系数进行获取后，可以通过数据处理算法来获得HHb和O2Hb的含量进而算出大脑的血氧含量 ...
拉曼在固体氧化物燃料电池性能提升中的应用引言：固体氧化物燃料电池（SOFCs）作为一种友好的发电系统，可以直接将化学能转化为电能，具有高效且低排放的优点。传统的SOFCs在600-1000℃之间运行，总是遇到很多问题，比如成本高、电池组分之间的化学反应严重、低温下界面电阻大等。 因此，目前的研究重点是将工作温度降低到600℃。然而，经过调查表明，运行温度较低(特别是在600℃)可以延缓阴极氧还原反应（ORR）动力学，降低SOFCs 的整体效率。此外，在正常情况下，含氢碳燃料的SOFCs 不可避免地会产生大量的二氧化碳，并被释放到周围的大气中。很可能是二氧化碳扩散到阴极，与呈强碱性碱土金属阳离子 ...
拉曼过渡金属-氧化物-半导体（CMOS）工艺改进中的应用引言：二维过渡金属化合物（TMDs）由于其未优异的物理性能和特殊原子层厚度引起的广大研究者的兴趣。与只可以有限尺寸样品的机械剥离法相比，化学气相沉积（CVD）使大面积研究TMDs材料成为可能，并对晶圆级器件应用成为可能。CVD生长的TMDs必须具有高结晶度、均匀性、低缺陷和残留物的特性，以便实际应用。为了通过CVD实现大面积、高度均匀的TMD单层，通常使用含有碱元素如氯化钠、氢氧化钠和氢氧化钾作为促进剂。这些促进剂有效地降低了金属前驱体的熔点，促进了单层薄片的成核和生长。然而，碱元素如Na和K作为离子污染物，在二氧化硅等绝缘层中，会作为移 ...
拉曼在利用等离子体修饰改性二维材料中的应用引言：随着三维（3D）硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）技术接近通道长度的小型化限制，二维半导体如过渡金属二卤化合物（TMDs，如二硫化钼和WSe2）、金属单硫化合物（MMC，如 InSe和GeSe）、元素半导体（如硅、锗和磷）和金属氧化物（MO，如氧化铜和氧化亚锡）被认为是下一代节能纳米电子的前途性通道材料。与此同时，随着越来越多的二维材料被发现，这些丰富多样的层状材料家族具有与硅相当或优越的电子特性，如晶格常数、带隙、有效质量、载流子迁移率、饱和速度和临界电场。由于这些优点，基于二维半导体的新型场效应晶体管（FETs）概念已经被提出和证明。以zu ...
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