英国格拉斯大学开发双光子干涉激光雷达，将深度分辨率提升至微米级

近日，英国格拉斯哥大学(University of Glasgow)的一个项目宣布将量子干涉测量技术应用到激光雷达（LiDAR）中，开发出了一种具备深度分辨率的激光雷达。与传统的毫米级性能相比，这种激光雷达可以区分小于2毫米的反射表面，并创建7微米左右的高分辨率3D图像。

格拉斯哥大学研究团队负责人Ashley Lyons说：“尽管激光雷达已经可以对一个人的整体形状进行成像，但它们通常无法捕捉面部特征等更精细的细节。通过增加额外的深度分辨率，我们的方法可以捕捉足够的细节，不仅可以看清面部特征，甚至可以看到某人的指纹。”

A）双光子干涉激光雷达概念的工作原理；B）实验装置示意图。

研究团队表示，检测光子对相关态可以比普通干涉更为精确地测量出离开光子返回所需的时间，从而转化为更大的深度分辨率。据该项目计算，其平台的理论深度分辨率可以小至7微米。

在他们的实验中，研究人员通过探测约2毫米厚的玻璃的两个反射面，证明了双光子干涉激光雷达的高深度分辨率。传统的激光雷达无法区分这两个表面，但现在上述研究团队可以通过测量做到这一点。

在试验中，研究人员利用新开发的激光雷达对一块厚度约为2毫米的玻璃的两个反射面成像，这是传统激光雷达无法区分的，并对一枚20便士硬币进行3D成像。然而，目前增加深度分辨率需要更长的成像时间，生成一枚20便士硬币的3D图像需要超过10个小时。不过，研究团队设想了一种多脉冲相关方法，以在大约30秒内实现相同的结果。

Lyons表示：“这项研究有望提供更高分辨率的3D成像，这对涉及细微特征的人脸识别和跟踪应用非常有用。在实际应用中，可以使用传统激光雷达粗略了解物体的位置，然后用我们的方法对目标进行精细测量。”

传统激光雷达平台的商业化目前正在加速推进，市场上有很多厂商正在这一过程中持续创新，目前主要由汽车驾驶辅助和自动驾驶应用推动，但有厂商评论称，“激光雷达的应用有望变革我们所知道的几乎所有行业。”