用作变换光学器件的具有无源元件的平面光学器件制造技术

360度视场LIDAR能够将光传送到目标并检测从给定目标反射的光，以确定在整个360度环境中从光源到目标的距离。LiDAR具有这种功能是因为内置的光源、检测器以及扫描仪可以使光源和检测器转向，以覆盖整个方位角。在一些实施例中，LiDAR具有独特的布置，其中光源和检测器固定到底座，而旋转扫描仪和平面光学器件包含电机、扫描镜以及超表面/平面光学器件，以将光源投射到其周围环境以及接收来自周围环境的光。特别是，平面光学器件执行在垂直方向上转换参考系和光束转向的功能。转换参考系和光束转向的功能。转换参考系和光束转向的功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用作变换光学器件的具有无源元件的平面光学器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)主张2019年11月19日提交的名称为“用于飞行时间系统振动控制的悬挂阻尼系统(Suspension Damper System for Vibration Control of Time of Flight System)”的第62/937,582号美国临时专利申请、2019年11月19日提交的名称为“闭环温度控制飞行时间系统(Closed Loop Temperature Controlled Time
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Of
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Flight System)”的第62/937,577号美国临时专利申请、2019年11月6日提交的名称为“用作变换光学器件和紧凑型扫描仪以覆盖垂直仰角视场的具有无源元件的平面光学器件(Flat Optics With Passive Elements Functions As A Transformation Optics and A Compact Scanner To本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：激光发射源，被配置为用于发射激光束；准直透镜，被配置为用于使来自所述激光发射源的激光束准直化，其中所述准直透镜包括第一超表面平面光学透镜；偏转透镜，被配置为用于使所述激光束以特定角度偏转，其中所述偏转透镜包括第二超表面平面光学透镜；电机上的反射镜；光检测阵列，被配置为用于接收返回的激光束；聚焦透镜，被配置为用于将返回的激光束聚焦到所述光检测阵列，其中所述聚焦透镜包括第三超表面平面光学透镜；以及光学分束器，被配置为用于实现所述激光束从所述激光发射源到所述反射镜再到目标以及返回的激光束从所述目标反射回所述光检测阵列的路径。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一超表面平面光学透镜、所述第二超表面平面光学透镜以及所述第三超表面平面光学透镜各自包括：透明基板；和所述透明基板顶部的多个柱体，被配置为用于引导所述激光束和返回的激光束，其中所述多个柱体由“n”个柱体分组以形成“单元晶格”，其规定了特定的偏转角，其中所述透明基板包括SiO2，且所述多个柱体包括非晶硅，其中所述多个柱体包括多个尺寸的柱体，包括多个高度和多个直径。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述激光发射源包括32
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32个光发射器，并且所述多个柱体包括320个柱体，所述柱体包括32个单元晶格。4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述32
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32个光发射器同时发射光，同时指向不同的仰角，并且对于每个激光束，依据物体的距离，在大约相同的时间在所述光检测阵列处接收返回光。5.根据权利要求2所述的设备，其中，用于所述准直透镜的单元晶格的分组使光向内弯曲；用于所述偏转透镜的单元晶格的分组使光向外弯曲，且用于所述聚焦透镜的单元晶格的分组使光向内弯曲。6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述聚焦透镜包括同心环形状的所述多个柱体，并且每个环具有使光向内转向的柱体组。7.根据权利要求2所述的设备，其中，所述偏转透镜被配置为通过使所述偏转透镜旋转到改变所述垂直仰角的参考系的不同水平角来旋转以改变来自所述32
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32个光发射器中的每一个光发射器的光的仰角，进一步地，其中接收到的光被拼接在一起以产生密集的图像分辨率。8.根据权利要求2所述的设备，其中，所述透明基板顶部的所述多个柱体被布置为形成几何图案，用于从垂直腔面发射激光器阵列VCSEL到目标以及从所述目标到单个光子雪崩检测器SPAD阵列的光传输。9.根据权利要求2所述的设备，其中，所述透明基板配置有图案化的几何元件，并且在具有近红外波长的光的传输模式下操作。10.根据权利要求2所述的设备，其中，所述透明基板顶部的所述多个柱体被配置为使
来自所述激光发射源的激光束转向，所述激光发射源被固定安装并随着所述反射镜旋转而径向投射所述激光束。11.根据权利要求2所述的设备，其中，所述透明基板顶部的所述多个柱体被配置为使来自所述激光发射源的激光束转向到指定的垂直仰角，所述激光发射源是固定安装的发射器。12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光束穿过所述偏转透镜并被转向并且使偏转角径向地改变以用于坐标变换。13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述偏转透镜定位在旋转潜望镜的反射镜后面以变换参考系并使所述激光束垂直转向以实现远场和近场照明。14.一种系统，包括：多个超表面平面光学透镜，每个透镜包括：透明基板；和所述透明基板顶部的多个柱体，被配置为用于引导激光束和返回的激光束；以及光检测和测距LiDAR光学器件，包括所述超表面平面光学透镜，所述LiDAR光学器件包括：激光发射源，被配置为用于发射所述激光束；电机上的反射镜；光检测阵列，被配置为用于接收返回的激光束；光学分束器或镜孔，被配置为用于实现所述激光束从所述激光发射源到所述反射镜再到目标以及返回的激光束从所述目标反射回所述光检测阵列的路径。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个超表面平面光学透镜包括准直透镜、偏转透镜以及聚焦透镜，并且其中所述多个柱体由“n”个柱体分组以形成“单位晶格”，其规定了特定的偏转角，其中所述透明基板包括SiO2，且所述多个柱体包括非晶硅，其中所述多个柱体包括多个尺寸的柱体，包括多个高度和多个直径。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述激光发射源包括32
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32个光发射器，并且所述多个柱体包括320个柱体，所述柱体包括32个单元晶格。17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述32
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32个光发射器同时发射光，同时指向不同的仰角，并且对于每个激光束，依据物体的距离，在大约相同的时间在所述光检测阵列处接收返回光。18.根据权利要求15所述的系统，其中，用于所述准直透镜的单元晶格的分组使光向内弯曲；用于所述偏转透镜的单元晶格的分组使光向外弯曲，且用于所述聚焦透镜的单元晶格的分组使光向内弯曲。19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述聚焦透镜包括同心环形状的所述多个柱体，并且每个环...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克，
申请(专利权)人：观察者人工智能公司，
类型：发明
国别省市：