論文の概要: Coherent Optical Modems for Full-Wavefield Lidar
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08439v2
- Date: Thu, 28 Nov 2024 18:27:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-02 15:15:37.769728
- Title: Coherent Optical Modems for Full-Wavefield Lidar
- Title（参考訳）: フルウェーブフィールドライダーのためのコヒーレント光モデム
- Authors: Parsa Mirdehghan, Brandon Buscaino, Maxx Wu, Doug Charlton, Mohammad E. Mousa-Pasandi, Kiriakos N. Kutulakos, David B. Lindell,
- Abstract要約: コヒーレント光モデムは、光ファイバーケーブルを通じて、毎秒1テラビットを超えるデータレートでデータを送信する。
本研究では, 深度, 軸速度, 偏光を同時に測定するランダム変調連続波ライダーの一種であるフルウェーブフィールドライダーを紹介する。
既存のライダーと比較して、フルウェーブフィールドライダーは、短時間、マイクロ秒の露光時間、信頼性の高い速度測定、周囲の光や他のライダー信号からの干渉に対する堅牢性から、mmスケールの精度を向上させることを約束している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.099254648654078
- License:
- Abstract: The advent of the digital age has driven the development of coherent optical modems--devices that modulate the amplitude and phase of light in multiple polarization states. These modems transmit data through fiber optic cables that are thousands of kilometers in length at data rates exceeding one terabit per second. This remarkable technology is made possible through near-THz-rate programmable control and sensing of the full optical wavefield. While coherent optical modems form the backbone of telecommunications networks around the world, their extraordinary capabilities also provide unique opportunities for imaging. Here, we repurpose off-the-shelf coherent optical modems to introduce full-wavefield lidar: a type of random modulation continuous wave lidar that simultaneously measures depth, axial velocity, and polarization. We demonstrate this modality by combining a 74 GHz-bandwidth coherent optical modem with free-space coupling optics and scanning mirrors. We develop a time-resolved image formation model for this system and formulate a maximum-likelihood reconstruction algorithm to recover depth, velocity, and polarization information at each scene point from the modem's raw transmitted and received symbols. Compared to existing lidars, full-wavefield lidar promises improved mm-scale ranging accuracy from brief, microsecond exposure times, reliable velocimetry, and robustness to interference from ambient light or other lidar signals.
- Abstract（参考訳）: デジタル時代の到来は、複数の偏光状態における光の振幅と位相を変調するデバイスであるコヒーレント光学モデムの開発を促した。
これらのモデムは、毎秒1テラビットを超えるデータレートで数千kmの長さの光ファイバーケーブルを介してデータを送信します。
この顕著な技術は、ほぼTHzレートのプログラム可能な制御と完全な光波面のセンシングによって実現されている。
コヒーレントな光モデムが世界中の通信ネットワークのバックボーンを形成する一方で、それらの異常な能力はイメージングのユニークな機会を提供する。
そこで本研究では,深度,軸速度,偏光を同時に測定するランダム変調連続波ライダーの一種であるフルウェーブフィールドライダーを導入するために,オフザシェルフコヒーレント光学モデムを再利用した。
74GHz帯コヒーレント光モデムと自由空間結合光学と走査ミラーを組み合わせることで,このモダリティを実証する。
このシステムのための時間分解画像形成モデルを開発し、モデムの生送信されたシンボルから各シーンの深さ、速度、偏光情報を復元する最大形状再構成アルゴリズムを定式化する。
既存のライダーと比較して、フルウェーブフィールドライダーは、短時間、マイクロ秒の露光時間、信頼性の高い速度測定、周囲の光や他のライダー信号からの干渉に対する堅牢性から、mmスケールの精度を向上させることを約束している。
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