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IDQ探测器应用于量子气体传感

IDQ探测器应用于量子气体传感 鼎信优威
2020-07-03
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导读:差分吸收单光子激光雷达——结合了单光子激光雷达(光探测和测距)和光谱的技术——此技术已在工业无人机上安装(一个正式运行的版本,重量约为2.5kg),能够在50米外远程探测甲烷。
量子气体传感技术

    2019年,ID Quantique(IDQ)与合作伙伴QLM和布里斯托尔大学密切合作,成功完成了Innovate UK SPRINGS项目,展示了对甲烷气体泄漏高度敏感的远程检测装置。


    差分吸收单光子激光雷达——结合了单光子激光雷达(光探测和测距)和光谱的技术——此技术已在工业无人机上安装(一个正式运行的版本,重量约为2.5kg),能够在50米外远程探测甲烷。在检测化学、生物、爆炸性气体或监测农业和建筑环境中的空气质量方面,有很大的潜力。



什么是激光雷达? 

    激光雷达是一种成熟的三维成像技术。用脉冲激光照射感兴趣的区域;其中一些光从视野中的物体反射回探测器。往返所用的时间与光速一起用于计算物体距离。典型的激光雷达包括发射器、接收器和处理/控制单元:这三个组件组成激光雷达收发器,它与光学扫描系统结合起来绘制三维场景。这项技术已广泛应用,但主要用在诸如自动驾驶、工业机器人等领域的成像应用。


为什么用来做气体传感?

    通过将红外吸收光谱与激光雷达方法结合起来,IDQ技术具有巨大的潜力,能够对气体泄漏和危险蒸汽进行成像,或者远程绘制气体分布图,以监测农村和城市的空气质量。


    在已经完成的试验中,利用1651nm处的光谱吸收我们可以在不同表面高程和反射率的情况下精确定量的测量甲烷气体的浓度。与市场上已有的激光气体传感器设备相比,单光子探测器的灵敏度提高了10倍,可以实现更准确、更远距离和更高速的气体测绘。


    该技术已经被证明足够小和轻(功耗足够低),在工业无人机的10公斤负载范围内,并在2019年第二季度成功演示了原型系统的飞行试验。该设计也可用于手持式探测器或工业环境中的永久性安装。


IDQ如何提供帮助?

    IDQ在量子密钥分配(QKD)硬件解决方案方面有很好的声誉,同时在精确定时和单光子探测方面也提供优质的产品。2019年基于其单光子技术的复杂传感器开发项目成功交付,标志着IDQ在激光雷达和其他光学传感系统的开发和产业化方面迈向市场。IDQ在单光子探测、光学系统设计、后端和GUI软件以及FPGA编程等高速电子领域有专业的知识。在2018年的一个激光雷达开发项目中,开发了一个1550nm的单光子激光雷达系统,能够在300米以上的距离探测到反射率为10%的物体,这相对传统激光雷达技术有了重大进步。


    在最近完成的创新英国气敏项目中,ID Quantique与项目合作伙伴QLM、布里斯托尔大学增加了分辨特征光吸收线的能力,从而可以探测目标气体并测量其浓度。ID Quantique现在正在开发该传感器的商业版本,并欢迎合作。

IDQ相关产品


ID Qube系列近红外单光子探测器

● 门控或自由运行双模式

● 自由空间或单、多模光纤输入

● 超低暗计数率 800cps@10%

● 低时间抖动 150ps@20%

● OEM版本更易集成




ID 900系列时间控制器

● 板上实时时间戳和时间谱

● 低至8ps jitter

● 高达100 Mevents/s处理速率

● 板上低延迟可编程条件输出

● 板上100ps高精度延迟和触发产生器



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