用SPAD512S在3D成像中的應用

用SPAD512S在3D激光散斑中的操作

在從發展空間三維三維激光散斑到海洋生物醫藥學光學顯微鏡、防護、重工業常規檢測和企業文化遺傳等多如牛毛層面，對便捷、好成績辨率和低躁聲3D三維三維激光散斑的標準十分高。在這一現象下，傳統文化的全光三維三維激光散斑意味著了3D三維三維激光散斑層面最有利潤的技巧之三，是因為其非常高的時鑒別率：

3D成相是在30M象素分別率下每秒7幀的一次拍攝技巧中確保的，

來說1M辨別率辨別比率每秒180幀；無另一感知器，近場必須要用時的打印機掃描機或干預科技應用。那么常用全光激光散斑致使辨別率失去，這一般是是能接受的。自己沖破這個減輕的攻略 是指將一新款的和條件條件性的所采用兩個代計算機硬件和軟件消除預案。基本的理論是可以通過采用新興感知器來利用貯存在光的涉及性中的個人有關信息保證項無比壯志勃勃的級任務的測量協議范本：高效路（10–100 fps）量子全光激光散斑（QPI）有超底噪音分貝和qian 所wei 有的特點辨別率和景深的組合成。所制作的激光散斑科技應用我委：在將成為首先真實適用和合理的“量子"激光散斑科技應用規定了經曲激光散斑玩法的僵板減輕。除條件條件感濃厚意向的是，該科技應用的量子基本特性不能在3D上轉化成個人有關信息出自于太低光波通量下的光涉及性的畫面，關鍵在于減輕應用場景被暴露于太陽光照。對QPI的濃厚意向是由內在的相來說其他已搭建的3D激光散斑科技應用的優缺。真實上，其他與QPI與眾不同，的方式必須要精益求精的干預測量，如羅馬數字測量代表投影高倍光學顯微鏡或相位醫治神經網絡算法，如傅里葉代表投影圖，或高效單脈沖戶外照明，如航空日子（TOF）激光散斑。顯然，QPI提供了了無打印機掃描機高倍光學顯微鏡玩法的條件條件，排解了共對焦的方式。

量子全光相機有望提供全光成像的優勢，主要是超快和免掃描的 3D 成像和重聚焦能 力，其性能是經典相機無法企及的。zui 先 jin的全光成像設備能夠在單次拍攝中獲取多視角 圖像.它們的工作原理是基于對給定場景中光的空間分布和傳播方向的同時測量。獲取 的方向信息轉化為快速 3D 成像所需的重聚焦能力、可增加的景深(DOF)和多視角 2D 圖像的 并行獲取。 在zui 先 jin的全光照相機中，方向檢測是通過在標準數碼相機的主鏡頭和傳感器之間插 入微透鏡陣列來實現的。傳感器獲取復合信息，該復合信息允許識別檢測到的光來自 的物點和透鏡點。然而，由于結構(使用微透鏡陣列)和基本(高斯極限)原因，圖像分辨率與獲 得的方向信息成反比地降低；因此，在基于簡單強度測量的設備中，在衍射極限下的全光成像 被認為是無法實現的。

圖(a)民俗全光成相(PI)設施設備的方法:工件的圖文整合在微透鏡陣列上，而每個微透鏡將主透鏡 的圖文整合在上邊的相素上。這一運行環境要有與趨勢甄別率的增加收益成數量的前景甄別率的財產損失；(b)顯 示了關聯全光影像(CPI)設置成的預案，中僅定位內容是實現將產品工件集聚的傳壓力調節器器收錄到的警報與收藏 黑與白畫像的傳壓力調節器器一些聯而獲取的。

 

為了實現全光成像，我們正在尋求一個超高性能的探測器，一個相關部分是通過用基于jian 端技術的傳感器(如單光子雪崩 二極管(SPAD)陣列)取代商用高分辨率傳感器(如科學 cmos 和 emccd 相機)來確定的。SPAD 基本上是一個光電二極管，其反向偏置電壓高于其擊穿電壓，因此撞擊其光敏區域的單個 光子可以產生電子-空穴對，從而觸發次級載流子的雪崩，并在非常短的時間尺度(皮秒) 內產生大電流。這種操作方式被稱為蓋革模式。SPAD 輸出電壓由電子電路感測并直 接轉換成數字信號，進一步處理以存儲光子到達和/或光子到達時間的二進制信息。從本 質上來說，SPAD 可以被看作是一個具有精密時間精度的光子-數字轉換裝置。SPADs 也可以 選通，以便只在短至幾納秒的時間窗口內敏感。如今，單個 SPAD 可以用作大 型陣列的構建模塊，每個像素電路都包含 SPAD 和即時光子處理邏輯和互連。有幾種 CMOS 工藝可供選擇，可以定制關鍵 SPAD 性能指標和整體傳感器或成像器架構.靈敏度和 填充因子有一段時間落后于科學 CMOS 或 EMccd，但近年來已大幅趕上。 根據 QPI 的要求，我們選擇使用由 EPFL AQUA laboratory group 開發的 SwisSPAD2 陣 列，其特點是 512×512 像素分辨率，這是迄今為止zui 廣泛、zui 先 jin的 SPAD 陣列 之一。傳感器內部由 256×512 像素的兩半組成，以減少信號線上的負載和偏斜，實 現更快的操作。這是一個純粹的二進制門控成像器，即每個像素為每幀記錄 0(無光子)或 1(一個或多個光子)，讀出噪聲基本為零。傳感器由 FPGA 控制，FPGA 產生門控電路和讀出 序列的控制信號，并收集像素檢測結果。在 FPGA 中，在發送到計算機/GPU 進行分析和存 儲之前，可以進一步處理得到的一位圖像，例如，累積成多位圖像。對于準直光，通過微 透鏡陣列，最大幀速率為 97.7 kfps，10.5%的自然填充因子可以提高 4-5 倍 (優化后的 模擬預計會有更高的值)；在 520 納米(700 納米)和 6.5 伏過量偏壓下，光子探測概率為 50% (25%)。該器件還具有低噪聲(室溫下每像素平均暗計數率通常低于 100 cps，中值約 低 10 倍)和先進的納秒門控電路。

SwissSPAD2 鋁窗口外部輪廓。下圖提示了轉移事件和柵極：長度。柵極：長度可由手機用戶編程序，外部激 光解鎖經營模式下的面值最小柵極：長度為 10.8 ns。

wissSPAD2 顯微相片(左)和相素示效果圖(右)。相素由 11 個 NMOS 納米線管分為，7 個擁有厚脫色 物，4 個擁有薄脫色物柵極。相素在其保存電阻器中保存二進制電子束計數器。相素內門定位了相比于 20 MHz 外接暈人走勢的時光任務欄，各舉相素對電子束脆弱。

全全光單反攝像機都是種全新的的 3D 顯像儀器，充分利用 動量-選址拉扯和光波數有關的性來作為全光儀器一般的如何整合和超快速的的、免掃苗的 3D 顯像功能，或標 準全光單反攝像機未能滿足的很好明顯增強的耐腐蝕性:衍射終極辨認率、大焦深和超高背景噪聲；既使，因為使所 提出了的功率器件的量子優越很好并吸引力結果是大家，都要改善兩根一般的挑戰性。先要，是因為有關的測試都要海量的幀 來作為可配受的信噪比，如果用企業上可贏得的高辨認率單反攝像機來滿足，量子全光顯像(QPI)將都要數十秒 到不少鐘的獲取日期。最后，因為查找 3D 圖象或如何整合 2D 圖象，對這海量數據統計的精激光加工都要高耐腐蝕性和耗 時的求算。因為如何應對這樣的的挑戰性，我們大家真正規劃設計高辨認率單光波雪崩光電科技肖特基二極管(SPAD)陣列和超快速的的電子廠設 備的高耐腐蝕性中低級程序編寫，相結合進行壓縮感知和量子層析顯像svm算法，此次將獲取和精激光加工日期限制兩根數目級。還將 談話規劃設計 QPI 儀器的渠道。

接著我將推薦下我們大家昊量光電材料各個有款SPAD512S單反，對全光三維成像具有著極大的幫忙。

我的攝影機相對應任何的產品更具下面顯著優點：

1. 單反都具有很高的圖案填充指數，但是還包含微透鏡。

2. 暗噪聲源至關小

3. 成相進程快

4. 面陣手機像素大，判定率高

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