一种激光收发模块和激光雷达系统，所述激光收发模块包括：产生探测光的发射单元；传输单元，所述传输单元适宜于传输所述探测光并接收回波光；所述回波光为所述传输单元传输的所述探测光经待探测目标反射形成的回波光；所述传输单元包括双折射晶体，所述传输单元还适宜于基于双折射原理将所述回波光分为第二信号光和所述第一信号光；接收所述第二信号光的探测单元。发射光路和接收光路并不存在空间上的交叠，不会影响接收光路的有效空间、不会出现测距能力下降的问题；而且双折射晶体所分开的光路之间夹角较小，远小于90度，能够有效减小光路所占据空间的体积，有利于系统集成度的提高。高。高。
【技术实现步骤摘要】
激光收发模块和激光雷达系统
[0001]本专利技术涉及激光探测
，尤其涉及一种激光收发模块及激光雷达系统。
技术介绍
[0002]激光雷达作为一种主动探测传感器，通过发射光路发射激光、接收光路接收目标的回波信号来测量目标的距离信息，其中光学系统在激光雷达的探测过程中起到光准直发射和会聚接收的重要功能。
[0003]根据发射光路与接收光路的布局方式的不同，激光雷达可以分为非同轴光学系统和同轴系统两类。其中，采用非同轴光学系统的激光雷达中，发射光路和接收光路相互独立。发射光路的光学元器件和接收光路的光学元器件分别被布置在两条系统光轴上，而且两个光路的系统光轴不重合，因此非同轴光学系统也被称为旁轴系统。
[0004]由于发射光路的系统光轴和接收光路的系统光轴不重合，距离较近的探测范围内，旁轴系统所接收的光信号能量较小。因此针对近距离、低反射率的目标进行探测时，所接收到的信号能量很小，甚至可能会出现测不到的情况。
[0005]另外，旁轴系统需要不同镜组实现收发功能，往往存在系统体积大、结构不紧凑的问题；此外，采用旁轴光学系统的多线机械旋转激光雷达中，还需要对不同通道对应的激光器和探测器进行分别对准，装调过程复杂，导致出现成本过高的问题。
[0006]与此相对应的，同轴光学系统中，发射光路和接收光路(部分)共轴布置。发射光路的系统光轴和接收光路的系统光轴(部分)重合，通过分光元件(如分光镜、开孔反射镜等)实现发射光和接收光的分离和共轴。其中，系统光轴是指光学系统的对称轴，即光学系统中光线的中心线。例如发射光路的系统光轴指发射光学系统的对称轴，也即发射光学系统中光线的中心线。
[0007]但是现有采用同轴光学系统的激光收发模块，往往存在测距能力不足、集成度不高的问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术解决的问题是同轴光学系统存在的测距能力不足、集成度不高的问题。
[0009]为解决上述问题，本专利技术提供一种激光收发模块，包括：
[0010]发射单元，所述发射单元位于具有第一偏振方向的第一信号光的光路上，所述发射单元适宜于产生探测光，所述探测光为具有第一偏振方向的线偏振光；传输单元，所述传输单元适宜于传输所述探测光并接收回波光；所述回波光为所述传输单元传输的所述探测光经待探测目标反射形成的回波光；所述传输单元包括双折射晶体，所述传输单元还适宜于基于双折射原理将所述回波光分为第二信号光和所述第一信号光；探测单元，所述探测单元位于所述第二信号光的光路上，所述探测单元适宜于接收所述第二信号光。
[0011]可选的，第二信号光具有第二偏振方向，所述第二偏振方向与所述第一偏振方向正交。
[0012]可选的，所述探测光沿所述第一信号的光路投射至所述传输单元。
[0013]可选的，所述双折射晶体远离所述待探测目标一侧，所述第二信号光的光路与所述探测光的光路相交或异面。
[0014]可选的，所述双折射晶体内，所述探测光和所述第二信号光至少部分光路重合。
[0015]可选的，所述传输单元包括一个双折射晶体。
[0016]可选的，在所述双折射晶体内，所述晶体光轴垂直所述探测光的传播方向。
[0017]可选的，所述探测光入射至所述双折射晶体的入射点的切平面为探测光入射面；所述探测光自所述双折射晶体的出射点的切平面为探测光出射面；所述第二信号光自所述双折射晶体的出射点的切平面为信号光出射面；所述探测光入射面、所述探测光出射面和所述信号光出射面中至少2个相交。
[0018]可选的，所述探测光入射面和所述信号光出射面重合。
[0019]可选的，所述双折射晶体为楔形棱镜，所述楔形棱镜包括第一光学面和第二光学面，所述第一光学面和所述第二光学面相背设置，且所述第一光学面和所述第二光学面不平行；所述探测光入射面和所述信号光出射面重合；所述第一光学面和所述第二光学面中的一个为所述探测光入射面和所述信号光出射面，另一个为所述探测光出射面。
[0020]可选的，所述传输单元包括2个双折射晶体，所述2个双折射晶体沿发射单元指向待探测目标依次排列。
[0021]可选的，远离所述发射单元的双折射晶体内，所述晶体光轴垂直所述探测光的传播方向。
[0022]可选的，2个所述双折射晶体的晶体光轴相互垂直，且2个所述双折射晶体相对的表面相互贴合。
[0023]可选的，还包括：光学组件，所述光学组件适宜于对所述探测光进行准直，所述光学组件还适宜于将所述第二信号光会聚至所述探测单元。
[0024]可选的，所述光学组件包括一个或多个光学透镜；所述光学组件包括多个光学透镜时，所述多个光学透镜共轴。
[0025]可选的，所述发射单元包括激光器；所述探测单元包括探测器；所述激光器和所述探测器均位于所述光学组件的同一焦平面上。
[0026]可选的，所述探测单元还包括：隔离组件，所述隔离组件适宜于使所述第二信号光透射并适宜于隔离杂散光。
[0027]可选的，所述隔离组件包括：检偏器，所述检偏器具有第二偏振方向，所述第二偏振方向与所述第一偏振方向相互正交。
[0028]可选的，所述发射单元包括激光器和起偏器。
[0029]可选的，还包括：起偏单元，所述起偏单元位于所述传输单元远离所述发射单元的一侧，所述起偏单元具有第三偏振方向，所述第三偏振方向与所述第一偏振方向斜交。
[0030]可选的，所述第三偏振方向与所述第一偏振方向的夹角为45
°
。
[0031]可选的，所述激光收发模块为采用同轴光学系统的激光收发模块。
[0032]可选的，所述发射单元包括一列或多列激光器，每列激光器包括沿列方向排列的多个激光器。
[0033]相应的，本专利技术还提供一种激光雷达系统，包括：至少一个激光收发模块，所述激
光收发模块为本专利技术的激光收发模块。
[0034]可选的，多个所述激光收发模块适宜于绕同一旋转轴转动。
[0035]可选的，还包括：扫描单元，所述扫描单元适宜于改变经所述传输单元传输的探测光的传播方向以实现扫描。
[0036]可选的，所述扫描单元包括：振镜和转镜中的至少一种。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0038]所述传输单元基于双折射原理将所述回波光分为第一信号光和第二信号光，所述发射单元和所述探测单元分别位于所述第一信号光和第二信号光的光路上，因此第一偏振方向的所述探测光和所述第二信号光是天然同轴的。所以本专利技术技术方案中，发射光路和接收光路并不存在空间上的交叠，不会影响接收光路的有效空间、不会出现测距能力下降的问题；而且双折射晶体所分开的光路之间夹角较小，远小于90度，能够有效减小光路所占据空间的体积，有利于系统集成度的提高。
[0039]本专利技术可选方案中，所述双折射晶体远离所述待探测目标一侧，所述第二信号光的光路与所述探测光的光路相交或异面，可以通过同一镜组使所述探测光的光路和所述第二信本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光收发模块，其特征在于，包括：发射单元，所述发射单元位于具有第一偏振方向的第一信号光的光路上，所述发射单元适宜于产生探测光，所述探测光为具有第一偏振方向的线偏振光；传输单元，所述传输单元适宜于传输所述探测光并接收回波光；所述回波光为所述传输单元传输的所述探测光经待探测目标反射形成的回波光；所述传输单元包括双折射晶体，所述传输单元还适宜于基于双折射原理将所述回波光分为第二信号光和所述第一信号光；探测单元，所述探测单元位于所述第二信号光的光路上，所述探测单元适宜于接收所述第二信号光。2.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，第二信号光具有第二偏振方向，所述第二偏振方向与所述第一偏振方向正交。3.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，所述探测光沿所述第一信号的光路投射至所述传输单元。4.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，所述双折射晶体远离所述待探测目标一侧，所述第二信号光的光路与所述探测光的光路相交或异面。5.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，所述双折射晶体内，所述探测光和所述第二信号光至少部分光路重合。6.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，所述传输单元包括一个双折射晶体。7.如权利要求6所述的激光收发模块，其特征在于，在所述双折射晶体内，所述晶体光轴垂直所述探测光的传播方向。8.如权利要求6所述的激光收发模块，其特征在于，所述探测光入射至所述双折射晶体的入射点的切平面为探测光入射面；所述探测光自所述双折射晶体的出射点的切平面为探测光出射面；所述第二信号光自所述双折射晶体的出射点的切平面为信号光出射面；所述探测光入射面、所述探测光出射面和所述信号光出射面中至少2个相交。9.如权利要求8所述的激光收发模块，其特征在于，所述探测光入射面和所述信号光出射面重合。10.如权利要求9所述的激光收发模块，其特征在于，所述双折射晶体为楔形棱镜，所述楔形棱镜包括第一光学面和第二光学面，所述第一光学面和所述第二光学面相背设置，且所述第一光学面和所述第二光学面不平行；所述探测光入射面和所述信号光出射面重合；所述第一光学面和所述第二光学面中的一个为所述探测光入射面和所述信号光出射面，另一个为所述探测光出射面。11.如权利要求1所述的激光收发模块，其特征在于，所述传输单元包括2个双折射晶体，所述2个双折射晶体沿发射单元指向待探测目标依次排列。12.如权利要求11所述的激光收发模块，其特征在于，远离...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨金涛，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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