单光子测距系统仿真及精度分析

单光子探测器和时间相关单光子计数技术（TCSPC）被广泛运用于脉冲式激光测距及三维成像系统中。分析影响探测精度的因素有助于提高测距系统的性能。为此，建立了基于TCSPC单光子测距系统的理论模型，讨论分析了影响测距系统测量精度的因素，主要包括激光脉冲强度和回波信号统计波形的脉宽，其中后者由激光脉宽和探测器的时间抖动决定。并且利用蒙特卡洛法对测距系统的探测过程进行仿真，得到了上述因素对测量精度的具体影响情况。最后搭建了单光子测距的实验室实验系统，经过实验在10m处的测量精度达到4mm，对相同参数下的仿真结果进行了验证。