单光子固态激光雷达芯片与系统

电子信息

（一）项目背景

单光子雪崩二极管（SPAD）是一种可以被弱光触发的光敏器件，可以与后端处理电路实现单片集成，便于构建大面阵固态激光雷达模组，可广泛适用于移动终端、智能家居、智慧交通、工业机器人以及自动驾驶等领域。

（二）项目简介

团队基于全硅基工艺实现了SPAD阵列与读出电路单片集成，所搭建模组的探测距离超过100米，能在70k lux的强背景光实现高精度有效探测，并在15m范围内实现的3D成像，达到国内领先水平。

图1.  模组照片

图2.  3D 成像，易于实现图像分割与识别

（三）关键技术

创新提出了时间/空间相关滤波电路、无复位结构门控环振TDC、前馈交叉耦合连续性环振TDC、自适应激光功率和频率调节电路、实时TDC准度校正算法等，提出易于阵列规模扩展的单元化像素（含淬火、TDC等），实现“器件-电路-算法”全集成的远距离硅基大面阵微光探测芯片。

工程样机