JPWO2019160696A5

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Publication number: JPWO2019160696A5
Application number: JP2020543296A
Authority: JP
Publication date: 2022-02-09
Anticipated expiration: 2039-02-01

Claims

第１バイアス信号によってアクティブ化されたときに多戻り光信号を受信および検出するように動作可能な一次アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）であって、前記多戻り光信号は２つ以上の光パルスを含む、一次ＡＰＤと、
第２バイアス信号によってアクティブ化されたときに前記多戻り光信号を受信および検出するように動作可能な二次ＡＰＤと、
前記第１バイアス信号に遅延を追加することによって前記第２バイアス信号を生成する遅延回路と、
前記多戻り光信号の検出に基づいて前記一次ＡＰＤによって生成された第１出力と、前記多戻り光信号の検出に基づいて前記二次ＡＰＤによって生成された第２出力を組み合わせるように動作可能なコンバイナと、
を備え、前記多戻り光信号の第１パルスを検出するときに前記一次ＡＰＤが飽和すると、前記二次ＡＰＤが前記第１パルスの後続の前記多戻り光信号の第２パルスをデコードする、システム。 A primary avalanche photodiode (APD) capable of receiving and detecting a multi-return optical signal when activated by a first bias signal, said multi-return optical signal containing two or more optical pulses. , Primary APD,
A secondary APD capable of operating to receive and detect the multi-return optical signal when activated by a second bias signal.
A delay circuit that generates the second bias signal by adding a delay to the first bias signal, and
It is possible to operate to combine the first output generated by the primary APD based on the detection of the multiple return optical signal and the second output generated by the secondary APD based on the detection of the multiple return optical signal. With a combiner,
When the primary APD is saturated when the first pulse of the multi-return optical signal is detected, the secondary APD decodes the second pulse of the multi-return optical signal following the first pulse. ..

前記遅延回路を制御するように動作可能な距離ゲートコントロールをさらに備える、請求項１に記載のシステム。 The system of claim 1, further comprising a distance gate control that can operate to control the delay circuit.

前記二次ＡＰＤが前記一次ＡＰＤに対して減衰される、請求項１に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the secondary APD is attenuated relative to the primary APD.

前記二次ＡＰＤが前記一次ＡＰＤとは異なる光学面上に配置されて、前記二次ＡＰＤが前記一次ＡＰＤよりも光強度の低い前記多戻り光信号を受信するように構成されている、請求項３に記載のシステム。 Claimed, the secondary APD is arranged on an optical surface different from the primary APD so that the secondary APD receives the multi-return optical signal having a light intensity lower than that of the primary APD. The system according to 3.

電流増幅器をさらに備え、前記二次ＡＰＤの前記第２出力が、出力電流を含み、前記電流増幅器が、前記二次ＡＰＤの前記出力電力を増幅するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。 The first aspect of claim 1, further comprising a current amplifier, wherein the second output of the secondary APD comprises an output current and the current amplifier can operate to amplify the output power of the secondary APD. System.

ゲインコントローラをさらに備え、前記一次ＡＰＤの前記第１出力が出力電流を含み、前記ゲインコントローラが、前記一次ＡＰＤの前記出力電流および前記二次ＡＰＤの前記出力電流に基づいて反転ゲイン比コントロールを介して前記電流増幅器を制御するように動作可能である、請求項５に記載のシステム。 Further comprising a gain controller, the first output of the primary APD comprises an output current, the gain controller via an inverting gain ratio control based on the output current of the primary APD and the output current of the secondary APD. 5. The system of claim 5, which is capable of operating to control the current amplifier.

前記コンバイナの出力に結合され、検出された多戻り信号を生成するように動作可能なダイバーシティ強化型光検出器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。 The system of claim 1, further comprising a diversity-enhanced photodetector coupled to the output of the combiner and capable of operating to generate a detected multi-return signal.

２つ以上の一次ＡＰＤを備え、前記二次ＡＰＤは、前記２つ以上の一次ＡＰＤの発射コントロールシーケンスに基づいて前記２つ以上の一次ＡＰＤに冗長なサポートを提供する、請求項１に記載のシステム。 1. system.

２つ以上の一次ＡＰＤおよび２つ以上の二次ＡＰＤを備える、請求項１に記載のシステム。 The system of claim 1, comprising two or more primary APDs and two or more secondary APDs.

前記多戻り光信号を検出するように、前記２つ以上の一次ＡＰＤのうちの１つ、および前記２つ以上の二次ＡＰＤのうちの１つを選択するように動作可能であるコントローラをさらに備える、請求項９に記載のシステム。 Further a controller capable of operating to select one of the two or more primary APDs and one of the two or more secondary APDs to detect the multiple return optical signal. The system according to claim 9.

前記コンバイナは、最大ゲイン比結合を用いてＭＩＭＯ処理を実行する、請求項１に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the combiner performs MIMO processing using maximum gain ratio coupling.

一次ＡＰＤで多戻り光信号を受信するステップであって、前記多戻り光信号は、前記一次ＡＰＤを飽和させ、検出盲点を生成させる一連のパルスを含む、ステップと、
二次ＡＰＤで多戻り光信号を受信するステップであって、前記二次ＡＰＤは前記一次ＡＰＤに対して重複して動作する、ステップと、
前記二次ＡＰＤによって、前記一次ＡＰＤの検出盲点に隠された前記多戻り光信号のパルスを検出するステップと、
を含む、方法。 A step of receiving a multi-return optical signal in a primary APD, wherein the multi-return optical signal comprises a series of pulses that saturate the primary APD and generate a detection blind spot.
A step of receiving a multiple return optical signal in the secondary APD, wherein the secondary APD operates in an overlapping manner with respect to the primary APD.
The step of detecting the pulse of the multiple return optical signal hidden in the detection blind spot of the primary APD by the secondary APD, and the step of detecting the pulse.
Including the method.

前記二次ＡＰＤと前記一次ＡＰＤとの間に光分離が存在し、前記第二ＡＰＤで受信した前記多戻り光信号の光強度は、前記一次ＡＰＤで受信した前記多戻り光信号の光強度よりも減衰されている、請求項１２に記載の方法。 There is optical separation between the secondary APD and the primary APD, and the optical intensity of the multi-return optical signal received by the secondary APD is higher than the optical intensity of the multi-return optical signal received by the primary APD. The method of claim 12, also attenuated.

前記一次ＡＰＤが前記多戻り光信号によって飽和される場合、前記二次ＡＰＤは、前記二次ＡＰＤで受信した前記多戻り光信号の光強度の減衰に起因して飽和を回避する、請求項１３に記載の方法。 13. When the primary APD is saturated by the multi-return optical signal, the secondary APD avoids saturation due to attenuation of the light intensity of the multi-return optical signal received by the secondary APD, claim 13. The method described in.

前記一次ＡＰＤにおける前記多戻り光信号の検出が第１バイアス信号によってアクティブ化され、前記二次ＡＰＤにおける前記多戻り光信号の検出が第２バイアス信号によってアクティブ化され、前記第２バイアス信号は、遅延ステップによって前記第１バイアス信号に対して遅延される、請求項１２に記載の方法。 The detection of the multi-return optical signal in the primary APD is activated by the first bias signal, the detection of the multi-return optical signal in the secondary APD is activated by the second bias signal, and the second bias signal is 12. The method of claim 12, wherein the delay step delays the first bias signal.

前記遅延ステップは、前記多戻り光信号のパルス幅の一部である、請求項１５に記載の方法。 15. The method of claim 15, wherein the delay step is part of the pulse width of the multi-return optical signal.

２つ以上の一次アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）であって、それぞれが第１バイアス信号によってアクティブ化されたときに多戻り光信号を検出するように動作可能であり、前記多戻り光信号は２つ以上のパルスを含む、２つ以上の一次ＡＰＤと、
２つ以上の二次ＡＰＤであって、それぞれ第２バイアス信号によってアクティブ化されたときに前記多戻り光信号を検出するように動作可能であり、前記２つ以上の二次ＡＰＤのそれぞれは、前記２つ以上の一次ＡＰＤのそれぞれと重複して動作して、前記多戻り光信号を検出するように動作可能である、２つ以上の二次ＡＰＤと、
多戻り光信号の検出のために、前記２つ以上の二次ＡＰＤのうちの１つおよび前記２つ以上の一次ＡＰＤのうちの１つを選択するように動作可能なコントローラと、
を備えるシステム。 Two or more primary avalanche photodiodes (APDs), each capable of operating to detect a multi-return optical signal when activated by a first bias signal, the two multi-return optical signals. Two or more primary APDs, including the above pulses,
Two or more secondary APDs, each capable of operating to detect the multiple return light signal when activated by a second bias signal, each of the two or more secondary APDs. Two or more secondary APDs that can operate in an overlapping manner with each of the two or more primary APDs to detect the multiple return optical signal.
A controller capable of operating to select one of the two or more secondary APDs and one of the two or more primary APDs for the detection of multiple return optical signals.
A system equipped with.

一次および二次ＡＰＤの選択の基礎が予め定義されている、請求項１７に記載のシステム。 17. The system of claim 17, wherein the basis for selection of primary and secondary APDs is predefined.

一次および二次ＡＰＤは、前記多戻り光信号の信号処理情報に基づいて動的に選択される、請求項１７に記載のシステム。 17. The system of claim 17, wherein the primary and secondary APDs are dynamically selected based on the signal processing information of the multi-return optical signal.

前記動的選択は、前記一次ＡＰＤの発射順序を変更する、請求項１９に記載のシステム。 19. The system of claim 19, wherein the dynamic selection modifies the firing order of the primary APD.

前記動的選択が、前記第１バイアス信号に対して前記第２バイアス信号を調整する、請求項１９に記載のシステム。 19. The system of claim 19, wherein the dynamic selection adjusts the second bias signal relative to the first bias signal.

前記動的選択は、前記一次および二次ＡＰＤの焦点面上のそれぞれの位置に基づく、請求項１９に記載のシステム。 19. The system of claim 19, wherein the dynamic selection is based on their respective positions on the focal planes of the primary and secondary APDs.

選択された二次ＡＰＤが、選択された一次ＡＰＤの主光学焦点面から離れて配置されて、前記選択された一次ＡＰＤに対して前記選択された二次ＡＰＤを減衰させる、請求項１７に記載のシステム。 17. Claim 17, wherein the selected secondary APD is placed away from the principal optical focal plane of the selected primary APD to attenuate the selected secondary APD relative to the selected primary APD. System.