一种大视场高分辨全固态光学扫描系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，所述系统由频率调制光源、集成芯片、透镜组构成，所述频率调制光源为等频率间隔的可调激光光源，所述集成芯片由级联光开关与阵列光栅耦合器构成，透镜组由第一层阵列聚焦透镜、第二层阵列扩束镜组和第三层聚焦透镜构成。通过电控光开关实现大角度低分辨率扫描，通过光栅耦合器与波长调谐实现小视场高分辨扫描。本发明专利技术实现激光光束的高速大角度高分辨扫描，其扫描速度达兆赫兹，取消了机械转动部件，具有整体结构紧凑、重量轻便、可靠性高等优点，可用于激光雷达成像。可用于激光雷达成像。可用于激光雷达成像。

【技术实现步骤摘要】
一种大视场高分辨全固态光学扫描系统


[0001]本专利技术涉及光学扫描
，特别涉及一种大视场高分辨全固态光学扫描系统。

技术介绍

[0002]光学扫描是指对光束方向精确控制和定位的技术，该技术被广泛应用于激光雷达、激光和自由空间光通信。目前光学扫描技术主要包括基于旋转平面反射镜或三棱镜的机械式扫描、基于电光扫描、声光扫描或液晶的微机电式扫描和全固态式扫描。传统机械扫描受限其体积和重量，存在定位精度差、扫描速度慢等缺点；微机电式光学扫描存在控制系统复杂、受到震动的影响会降低精度和可靠性，产生漂移、影响寿命等问题。全固态式光学扫描摒弃机械装置、利用电路驱动实现光学扫描，具有可靠性高、体积小等优点，是光学扫描的主要研究方向。目前实现全固态光学扫描的方法主要为光学相控阵技术，该技术存在相位控制系统复杂、存在旁瓣效应、阵列间距半波长等问题，而上海光机所2010提出基于电光晶体开关阵列的光学扫描存在扫描范围仅有1.5*1.5
°
，且加载电压高达1900V。因此，寻找到一种结构较为简单的大视场高分辨全固态光学扫描方法尤为重要。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述系统由频率调制光源、集成芯片、光学透镜组组成，所述频率调制光源为等频率间隔的可调光源，所述集成芯片由级联光开关与阵列光栅耦合器组成，所述透镜组由第一层的阵列聚焦透镜、第二层的阵列扩束镜组和第三层的聚焦透镜组成；所述频率调制光源输出光束至所述级联光开关，经由所述级联光开关选通后，传输到所述阵列光栅耦合器，而后经过光学透镜组；所述系统通过电控级联光开关实现大角度低分辨率扫描，通过阵列光栅耦合器中的光栅耦合器与波长调谐实现小视场高分辨扫描。2.根据权利要求1所述的一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述频率调制光源通过窄线宽光源频率调制或通过宽谱光源滤波。3.根据权利要求2所述的一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述的频率调制光源包括宽光谱光源和无源波长分光器件，所述宽光谱光源发出光束经过所述无源波长分光器件分成若干束窄线宽光束。4.根据权利要求1所述的一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述的级联光开关由多模干涉器和热控或电控马赫曾德干涉器组成，实现分光和通道选通。5.根据权利要求4所述的一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述多模干涉器的分光特性按照下式确定：其中，M、N是多模干涉器的输入、输出端口数量；Φ是多模干涉器的相对相位矩阵，其对应的每一个相对相位是：其中，m、n分别表示矩阵的第m行和第n列。6.根据权利要求4所述的一种大视场高分辨全固态光学扫描系统，其特征在于：所述热控或电控马赫...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔浩，李俊威，魏凯，刘盛捷，李喜棋，杨金生，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：