激光雷达制造技术

一种激光雷达，所述激光雷达包括：激光雷达芯片，所述激光雷达芯片上包括至少一个激光传输探测通道，所述激光传输探测通道包括：主传输探测通道，配置为传输探测光束，所述主传输探测通道具有光发射/接收端，所述光发射/接收端配置为发射探测光束，所述探测光束遇到障碍物后分别反射产生反射光束，所述光发射/接收端还配置为接收所述反射光束的第一部分；以及辅助探测通道，具有光接收端，所述光接收端配置为接收所述反射光束的第二部分，其中，所述激光雷达根据所述反射光束的第一部分及第二部分测定所述障碍物的距离和/或速度。二部分测定所述障碍物的距离和/或速度。二部分测定所述障碍物的距离和/或速度。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体而言，涉及一种激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达现在广泛部署在包括自动车辆在内的不同的场景中。激光雷达可以在扫描场景时主动估计到环境特征的距离及速度，并生成指示环境场景的三维形状的点位置云。激光雷达是广泛用于自动驾驶场景中的核心传感器之一，可以用于收集外部环境的三维信息。激光雷达按照探测机制，主要可以分成飞行时间(Time of Flight，ToF)和调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)这两种激光雷达。

技术实现思路

[0003]本专利技术一些实施例提供一种激光雷达，所述激光雷达包括：激光雷达芯片，所述激光雷达芯片上包括至少一个激光传输探测通道，所述激光传输探测通道包括：主传输探测通道，配置为传输探测光束，所述主传输探测通道具有光发射/接收端，所述光发射/接收端配置为发射探测光束，所述探测光束遇到障碍物后分别反射产生反射光束，所述光发射/接收端还配置为接收所述反射光束的第一部分；以及辅助探测通道，具有光接收端，所述光接收端配置为接收所述反射光束的第二部分，其中，所述激光雷达根据所述反射光束的第一部分及第二部分测定所述障碍物的距离和/或速度。
[0004]在一些实施例中，所述激光芯片还包括：接收端口，配置为接收激光；以及分光器，配置为将所述激光分束为探测激光以及本振激光，所述探测激光及本振激光配置为传输至所述激光传输探测通道。
[0005]在一些实施例中，所述主传输探测通道包括：第一混频器，配置为接收所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第一部分，并对所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第一部分执行混频操作获得第一混频光束；以及第一检测器，配置为接收所述第一混频光束并检测所述本振激光的至少一部分与所述反射光束的第一部分之间的第一拍频，所述辅助探测通道包括：
第二混频器，配置为接收所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第二部分，并对所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第二部分执行混频操作获得第二混频光束；以及第二检测器，配置为接收所述第二混频光束并检测所述本振激光的至少一部分与所述反射光束的第二部分之间的第二拍频。
[0006]在一些实施例中，所述激光雷达还包括：处理器，基于所述第一拍频及所述第二拍频确定所述障碍物的测定结果。
[0007]在一些实施例中，所述激光雷达还包括：透镜组件，配置为对所述光发射/接收端出射的探测光束执行准直并偏转，以及对所述反射光束执行聚焦以耦合进入所述光发射/接收端或光接收端；以及光束扫描引导装置，设置在所述透镜组件靠近所述障碍物一侧，配置为随着时间调整来自所述光发射/接收端出射的探测光束的出射方向以实现光束扫描。
[0008]在一些实施例中，所述探测光束为TE模式偏振光，所述反射光束包括TE模式偏振光以及TM模式偏振光，激光雷达还包括：偏振传输分束装置，设置在所述激光雷达芯片与所述透镜组件之间，所述偏振传输分束装置配置为：允许反射光束中TM模式偏振光保持原方向通过使得所述反射光束中的TM模式偏振光入射至所述光发射/接收端；以及平移偏置反射光束中的TE模式偏振光使得所述反射光束中的TE模式偏振光入射至所述光接收端。
[0009]在一些实施例中，偏振传输分束装置包括依次远离所述激光芯片设置的法拉第旋光器、半波片以及偏振光束偏置器，所述探测光束依次经过所述法拉第旋光器及半波片后由TE模式偏振光转换为TM模式偏振光，TM模式偏振光保持原方向通过所述偏振光束偏置器后依次经过所述透镜组件、光束扫描引导装置到达所述障碍物形成所述反射光束，所述反射光束沿原光路返回至所述偏振光束偏置器，所述反射光束中的TM模式偏振光保持原方向通过所述偏振光束偏置器后依次经过所述半波片及法拉第旋光器，进而入射至所述光发射/接收端，反射光束中的TE模式偏振光经过所述偏振光束偏置器平移偏置后依次经过所述半波片及法拉第旋光器，进而入射至所述光接收端。
[0010]在一些实施例中，所述光发射/接收端与所述光接收端之间的距离基本上等于所述偏振光束偏置器对所述反射光束中的TE模式偏振光的偏置距离d，所述偏置距离d满足以下公式：
其中，L为偏振光束偏置器的厚度，α为偏振光束偏置器对所述TE模式偏振光的偏转角度，θ为偏振光束偏置器的光轴与波矢之间的角度，n
o
为TM模式偏振光在偏振光束偏置器中的折射率， n
e
为TE模式偏振光在偏振光束偏置器中的折射率。
[0011]在一些实施例中，所述主传输探测通道具有偏振旋转器，配置为将接收到的TM模式偏振光转换为TE模式偏振光。
[0012]在一些实施例中，所述激光雷达还包括：激光光源，与所述激光雷达芯片对接，配置为产生激光。
[0013]本专利技术实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：激光雷达通过主传输探测通道的光发射/接收端接收反射光束的第一部分，通过辅助探测通道的光接收端接收反射光束的第二部分，充分利用反射光束来进行障碍物的测定，提高测量精度。同时避免了由于物体反射光束中TM模式偏振光较弱、TE模式偏振光较强而无法探测物体的情况。并可以通过比较两组探测通道探测到的能量的强弱，得出反射光束中TE模式偏振光与TM模式偏振光的强弱比例，从而来判定物体的反射特性及表面形貌。
附图说明
[0014]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术一些实施例提供的激光雷达的结构示意图；图2为本专利技术一些实施例提供的激光雷达芯片的部分结构示意图；图3为本专利技术提供的FWCW扫频方式的发射光束与接收光束的波形图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
[0017]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括：激光雷达芯片，所述激光雷达芯片上包括至少一个激光传输探测通道，所述激光传输探测通道包括：主传输探测通道，配置为传输探测光束，所述主传输探测通道具有光发射/接收端，所述光发射/接收端配置为发射探测光束，所述探测光束遇到障碍物后分别反射产生反射光束，所述光发射/接收端还配置为接收所述反射光束的第一部分；以及辅助探测通道，具有光接收端，所述光接收端配置为接收所述反射光束的第二部分，其中，所述激光雷达根据所述反射光束的第一部分及第二部分测定所述障碍物的距离和/或速度。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其中，所述激光芯片还包括：接收端口，配置为接收激光；以及分光器，配置为将所述激光分束为探测激光以及本振激光，所述探测激光及本振激光配置为传输至所述激光传输探测通道。3.根据权利要求2所述的激光雷达，其中，所述主传输探测通道包括：第一混频器，配置为接收所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第一部分，并对所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第一部分执行混频操作获得第一混频光束；以及第一检测器，配置为接收所述第一混频光束并检测所述本振激光的至少一部分与所述反射光束的第一部分之间的第一拍频，所述辅助探测通道包括：第二混频器，配置为接收所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第二部分，并对所述本振激光的至少一部分以及反射光束的第二部分执行混频操作获得第二混频光束；以及第二检测器，配置为接收所述第二混频光束并检测所述本振激光的至少一部分与所述反射光束的第二部分之间的第二拍频。4.根据权利要求3所述的激光雷达，其中，所述激光雷达还包括：处理器，基于所述第一拍频及所述第二拍频确定所述障碍物的测定结果。5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光雷达，其中，所述激光雷达还包括：透镜组件，配置为对所述光发射/接收端出射的探测光束执行准直并偏转，以及对所述反射光束执行聚焦以耦合进入所述光发射/接收端或光接收端；以及光束扫描引导装置，设置在所述透镜组件靠近所述障碍物一侧，配置为随着时间调整来自所述光发射/接收端出射的探测光束的出射方向以实...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜国敏，王云松，孙杰，孙天博，
申请(专利权)人：北京摩尔芯光半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：