單光子激光雷達(SPL)是一種基于單光子探測技術的激光雷達。單光子激光雷達通常由激光源、單光子探測器、定時電子裝置等組成,激光器向目標發射光脈沖,單光子探測器捕捉反射的光子,通過測量光子返回所需的時間,計算出與目標的距離。
受限于線性探測模式,及激光在傳輸介質中的散射與衰減效應,傳統激光雷達在遠距離、高效率應用及復雜環境中存在探測能力、靈敏度有限等問題。單光子激光雷達通過單光子探測技術來提高靈敏度和探測范圍,能夠達到光子量級靈敏度、皮秒級時間精度,是新一代激光雷達技術發展趨勢。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025年中國單光子激光雷達(SPL)市場專項調研及企業“十五五規劃”建議報告》顯示,作為激光探測領域前沿技術之一,單光子激光雷達具有高靈敏度、高測距精度、遠探測距離、快響應速度等優勢,在航天航空、遙感感知、深空探測、地形測繪、水下探測、城市建模、汽車自動駕駛等領域具有廣闊應用空間。
近年來,國內外在單光子激光雷達原理研究、探測器件、數據處理算法等方面取得了顯著進展。在探測器件方面,基于Si、InGaAs/InP材料的單光子雪崩光電二極管(SPAD)發展迅速,目前已走向大規模商用;在數據處理算法方面,基于數學建模、深度學習的新型算法不斷涌現,極大地增強了單光子激光雷達在噪聲環境下的弱信號提取能力及三維重建精度。
國外在單光子激光雷達領域起步較早,近年來,我國逐漸實現追趕。單光子激光雷達研究單位包括NASA、美國麻省理工學院、英國赫瑞瓦特大學、美國斯坦福大學、中國科學技術大學、中國科學院微電子研究所、浙江大學等。
單光子激光雷達產業鏈布局企業包括Leica Geosystems、Ouster、SK telecom、奧比中光科技集團股份有限公司、山東國耀量子雷達科技有限公司、深圳市靈明光子科技有限公司等。得益于上下游協同創新持續深化,單光子激光雷達市場規模不斷擴張,2024年全球單光子激光雷達市場規模約2.4億美元,預計2030年將突破35.0億美元。
新思界
行業分析人士表示,單光子激光雷達發展已形成從技術突破、場景驗證到產業擴張的完整閉環,全面邁向了產業化應用階段。單光子激光雷達能夠光子量級靈敏度探測,目前已滲透至遙感感知、深空探測、城市建模等多個行業應用場景,市場規模不斷擴張。隨著探測器陣列、激光源及數據處理算法進步,未來單光子激光雷達將得到進一步發展。
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