本发明专利技术实施例公开一种激光发射器及激光检测装置。在一实施方式中，该激光发射器包括第一控制器、垂直腔面发射激光器和设置在激光器出光面的第一超表面结构；该结构包括：第一基板、设置在第一基板上的第一电极、设置在第一电极的远离第一基板一侧的阵列排布的多个第一介质柱、位于第一电极的远离第一基板一侧且填充在多个第一介质柱之间的间隙中的第一液晶、设置在多个第一介质柱的远离第一基板一侧的第二电极和设置在第二电极的远离第一基板的一侧的第二基板，其中，两电极其中之一为面状电极，另一为与多个第一介质柱一一对应的多个块状电极；第一控制器，用于控制施加在电极的电压，以通过调节第一液晶偏转，对激光器出射的激光进行相位调控。出射的激光进行相位调控。出射的激光进行相位调控。
【技术实现步骤摘要】
激光发射器及激光检测装置
[0001]本专利技术涉及激光
更具体地，涉及一种激光发射器及激光检测装置。
技术介绍
[0002]波束控制已经在雷达(Lidar)技术中实现了广泛应用，而最近出现的光检测以及测距技术已经在之前雷达技术的基础上得到广泛地发展。传统的雷达技术利用激光源照射目标物体，通过检测反射光脉冲束的返回时间(飞行时间)，从而计算物体的距离。该技术已经应用在地面、飞机以及太空等设备用于感知周围环境。地面雷达技术起初只是用来简单测量(距离或者车速)，现在已经在各种先进设备中得到重要应用如自动驾驶、人工智能机器人等。消费电子包括iPhone、iPad以及Microsoft的室内移动捕获传感器，以及用于AR和VR显示。
[0003]目前，几种雷达系统已经被优化满足各种应用的要求。例如，对于消费电子来说，设备的费用和尺寸非常重要，但是测量精度、可测量范围距离和系统的稳定性对于精确设备来说也是很关键的。考虑到雷达基于现实世界的使用以及潜在经济影响的潜力，甚至于短期内，对于硬件与软件端内的研究与发展都将引发快速增长。
[0004]对于一些特殊应用，雷达系统的决策时间对于自动汽车来说将需要足够快，从而保证在危险情况下能够保证安全停止。特别地，对于人生安全来说，必须满足安全测量距离、高精度、360
°
实时工作范围，一种光学系统能够克服糟糕的天气环境，并且保证对不同太阳光照条件下的稳定工作。基于以上要求，期望雷达系统能够被制造作为紧凑并且可承受的芯片级传感器。然而，现在并没有商业化的雷达系统能够满足以上要求。绝大部分的商业化可用的雷达系统主要基于MEMS系统，该系统体积大并且易于受到外界环境的影响。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种激光发射器及激光检测装置，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供一种激光发射器，包括第一控制器、垂直腔面发射激光器和设置在所述垂直腔面发射激光器出光面的第一超表面结构；
[0008]所述第一超表面结构包括：第一基板、设置在所述第一基板上的第一电极、设置在所述第一电极的远离所述第一基板一侧的阵列排布的多个第一介质柱、位于所述第一电极的远离所述第一基板一侧且填充在所述多个第一介质柱之间的间隙中的第一液晶、设置在所述多个第一介质柱的远离所述第一基板一侧的第二电极和设置在所述第二电极的远离所述第一基板的一侧的第二基板，其中，所述第一电极和所述第二电极其中之一为面状电极，另一为与所述多个第一介质柱一一对应的多个块状电极；
[0009]所述第一控制器，用于控制分别施加在所述第一电极和所述第二电极的电压，以通过调节第一液晶偏转，对所述垂直腔面发射激光器出射的激光进行相位调控。
[0010]可选地，所述第一超表面结构还包括：设置在所述第一液晶与所述第二电极之间的第一配向膜。
[0011]可选地，所述第一控制器，用于控制分别施加在所述第一电极和所述第二电极的电压，以通过调节第一液晶偏转，对所述垂直腔面发射激光器出射的激光进行相位调控，实现对所述垂直腔面发射激光器出射的激光的聚焦调控、波形调控或波前方向调控。
[0012]可选地，所述垂直腔面发射激光器为红外垂直腔面发射激光器。
[0013]本专利技术第二方面提供一种激光检测装置，包括本专利技术第一方面提供的激光发射器和激光接收器，所述激光接收器包括用于感测反射激光的光电探测器，所述反射激光由物体对所述激光发射器出射的激光进行反射形成。
[0014]可选地，所述激光接收器包括还包括第二控制器和和设置在所述光电探测器的感光面的至少一个第二超表面结构；
[0015]所述第二超表面结构包括：第三基板、设置在所述第三基板上的第三电极、设置在所述第三电极的远离所述第三基板一侧的阵列排布的多个第二介质柱、位于所述第三电极的远离所述第三基板一侧且填充在所述多个第二介质柱之间的间隙中的第二液晶、设置在所述多个第二介质柱的远离所述第三基板一侧的第四电极和设置在所述第四电极的远离所述第三基板的一侧的第四基板，其中，所述第三电极和所述第四电极其中之一为面状电极，另一为与所述多个第二介质柱一一对应的多个块状电极；
[0016]所述第二控制器，用于控制分别施加在所述第三电极和所述第四电极的电压，以通过调节第二液晶偏转对接收的激光进行相位调控。
[0017]可选地，所述第二超表面结构还包括：设置在所述第二液晶与所述第四电极之间的第二配向膜。
[0018]可选地，所述第二控制器，用于控制分别施加在所述第三电极和所述第四电极的电压，以通过调节第二液晶偏转对接收的激光进行相位调控，实现对所述接收的激光的聚焦调控。
[0019]可选地，所述激光检测装置为车载激光检测装置。
[0020]可选地，所述车载激光检测装置还包括处理器，用于根据所述光电探测器感测的反射激光，确定所述物体的距离和/或对所述物体成像。
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022]本专利技术所述技术方案，基于在垂直腔面发射激光器上集成动态波束可重构的动态超表面结构，可精确、全面地实现对垂直腔面发射激光器出射的激光的动态调控，且器件集成度高，适用性广。
附图说明
[0023]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0024]图1示出本专利技术实施例提供了的激光发射器的示意图。
[0025]图2示出第一超表面结构的示意图。
[0026]图3示出相位随折射率变化的曲线图。
[0027]图4示出图2所示的第一超表面结构中的第一超表面结构单元的示意图。
[0028]图5示出一相位分布图。
[0029]图6示出对应图5所示的相位分布的第一超表面结构设计结构图。
[0030]图7示出聚焦位置变化的仿真效果图。
[0031]图8示出另一相位分布图。
[0032]图9示出另一相位分布图。
[0033]图10示出平行激光波束波前方向偏转角度的示意图。
[0034]图11示出平行激光波束波前方向偏转不同角度的仿真效果图。
[0035]图12示出激光接收器的示意图。
[0036]图13示出车载激光检测装置的示意图。
具体实施方式
[0037]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0038]如图1所示，本专利技术一个实施例提供了一种激光发射器，包括第一控制器(图中未示出)、垂直腔面发射激光器(VCSEL，Vertical
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Cavity Surface
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Emitting Laser)10和设置在垂直腔面发射激光器10出光面的第一超表面结构20。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光发射器，其特征在于，包括第一控制器、垂直腔面发射激光器和设置在所述垂直腔面发射激光器出光面的第一超表面结构；所述第一超表面结构包括：第一基板、设置在所述第一基板上的第一电极、设置在所述第一电极的远离所述第一基板一侧的阵列排布的多个第一介质柱、位于所述第一电极的远离所述第一基板一侧且填充在所述多个第一介质柱之间的间隙中的第一液晶、设置在所述多个第一介质柱的远离所述第一基板一侧的第二电极和设置在所述第二电极的远离所述第一基板的一侧的第二基板，其中，所述第一电极和所述第二电极其中之一为面状电极，另一为与所述多个第一介质柱一一对应的多个块状电极；所述第一控制器，用于控制分别施加在所述第一电极和所述第二电极的电压，以通过调节第一液晶偏转，对所述垂直腔面发射激光器出射的激光进行相位调控。2.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述第一超表面结构还包括：设置在所述第一液晶与所述第二电极之间的第一配向膜。3.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述第一控制器，用于控制分别施加在所述第一电极和所述第二电极的电压，以通过调节第一液晶偏转，对所述垂直腔面发射激光器出射的激光进行相位调控，实现对所述垂直腔面发射激光器出射的激光的聚焦调控、波形调控或波前方向调控。4.根据权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述垂直腔面发射激光器为红外垂直腔面发射激光器。5.一种激光检测装置，包括如权利要求1
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4中任一项所述的激光发射器和激光接收器，所述激光接收器包括用于感测反射激光的光电探测器，所述反射激光由物体对所述激光发...
【专利技术属性】
技术研发人员：周健，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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