一种激光测距装置、激光测距方法和光电集成芯片制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种激光测距装置和激光测距方法，该激光测距装置实现了收发共轴，易于集成且损耗较低。该激光测距装置包括：激光器、光电探测器、光开关、控制器和收发模块，光开关包括第一端口、第二端口和第三端口。根据光开关上加载的调制信号对激光器输出的连续光进行调制以得到第一光信号。其中，调制信号为周期信号，调制信号的调制频率随时间变化。通过收发模块发射第一光信号并接收第一光信号经过目标物反射的第二光信号。其中，光开关用于在传输第一光信号的第一光链路与传输第二光信号的第二光链路之间切换，并且，光开关的切换频率与调制信号的调制频率相同。进而，光电探测器通过检测第二光信号以对目标物进行测距。进行测距。进行测距。

【技术实现步骤摘要】
一种激光测距装置、激光测距方法和光电集成芯片


[0001]本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种激光测距装置、激光测距方法和光电集成芯片。

技术介绍

[0002]激光雷达可以通过激光测距测量目标的距离或者深度信息，从而得到目标的三维结构信息。激光测距系统会主动发射一束激光到目标，并接收从目标反射回来的光进行分析。因此包含激光发射光路和激光接收光路。如果这二个光路是不重合的，就是收发异轴(off
‑
axis)光学系统。如果这二个光路重合，则是收发共轴(co
‑
axis)光学系统。显然，收发共轴的光学系统更紧凑，是激光雷达的发展方向。
[0003]目前，通常采用光环形器或光分束器来实现收发共轴。但是，由于目前还没有可集成的环形器，无法在固态激光雷达芯片上通过设计环形器来实现收发共轴。另外，光经过分束器会有3dB的理论光损耗，实际损耗会比理论值更大，采用光分束器的方案会带来较大的损耗。综上，目前实现收发共轴的方案存在难以集成以及损耗较大的缺陷。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光测距装置，其特征在于，包括：激光器、光电探测器、光开关、控制器和收发模块，所述光开关包括第一端口、第二端口和第三端口；所述激光器用于通过所述第一端口向所述光开关输出连续光；所述控制器用于向所述光开关输出调制信号，其中，所述调制信号为周期信号，所述调制信号的调制频率随时间变化；所述光开关用于根据所述调制信号对所述连续光进行调制以得到第一光信号，并通过所述第三端口将所述第一光信号输出至所述收发模块；所述收发模块用于发射所述第一光信号，并将所述第一光信号经过目标物反射的第二光信号通过所述第三端口输出至所述光开关；所述光开关还用于将所述第二光信号通过所述第二端口输出至所述光电探测器，其中，所述光开关用于在第一光链路与第二光链路之间切换，所述第一光链路连接所述第一端口与所述第三端口，所述第二光链路连接所述第二端口与所述第三端口，所述光开关的切换频率与所述调制信号的调制频率相同；所述光电探测器用于检测所述第二光信号对应不同调制频率的光强时间平均值，并确定第一光强时间平均值对应的第一调制频率以及第二光强时间平均值对应的第二调制频率，再根据所述第一调制频率与所述第二调制频率的频率差值确定所述目标物与所述激光测距装置之间的距离，其中，所述第一光强时间平均值与所述第二光强时间平均值为相邻的两个最大的光强时间平均值或相邻的两个最小的光强时间平均值。2.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述光电探测器具体用于：根据所述频率差值确定所述收发模块发射所述第一光信号与接收所述第二光信号之间的延迟，并根据所述延迟与光速确定所述目标物与所述激光测距装置之间的距离。3.根据权利要求1或2所述的激光测距装置，其特征在于，所述光开关的第一光链路上设置有相位调制器，所述控制器具体用于向所述相位调制器输出所述调制信号，所述相位调制器用于根据所述调制信号对所述连续光进行调制以得到第一光信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述收发模块还用于调节所述第一光信号的偏转方向。5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光器为连续波激光器，所述光电探测器包括光电二极管PD或雪崩光电二极管APD。6.一种激光测距装置，其特征在于，包括：激光器、光电探测器、光开关、控制器、延迟器和收发模块，所述光开关包括第一端口、第二端口和第三端口；所述激光器用于通过所述第一端口向所述光开关输出连续光；所述控制器用于向所述光开关输出调制信号，其中，所述调制信号为周期信号，所述调制信号具有固定的调制频率；所述光开关用于根据所述调制信号对所述连续光进行调制以得到第一光信号，并通过所述第三端口将所述第一光信号输出至所述延迟器；所述延迟器用于对所述第一光信号进行延迟处理，并将延迟处理后的第一光信号输出至所述收发模块，所述延迟器设定的延迟量随时间变化；所述收发模块用于发射所述第一光信号，并接收所述第一光信号经过目标物反射的第二光信号；
所述延迟器还用于对所述第二光信号进行延迟处理，并将延迟处理后的第二光信号通过所述第三端口输出至所述光开关；所述光开关还用于将所述第二光信号通过所述第二端口输出至所述光电探测器，其中，所述光开关用于在第一光链路与第二光链路之间切换，所述第一光链路连接所述第一端口与所述第三端口，所述第二光链路连接所述第二端口与所述第三端口，所述光开关的切换频率与所述调制信号的调制频率相同；所述光电探测器用于检测所述第二光信号对应延迟量的光强时间平均值，并确定目标光强平均值对应的目标延迟量，再根据所述目标延迟量和所述调制频率确定所述目标物与所述激光测距装置之间的距离，其中，所述目标光强平均值为最大的光强时间平均值或最小的光强时间平均值。7.根据权利要求6所述的激光测距装置，其特征在于，所述光电探测器具体用于：根据所述目标延迟量和所述调制频率确定所述收发模块发射所述第一光信号与接收所述第二光信号之间的延迟，并根据所述延迟与光速确定所述目标物与所述激光测距装置之间的距离。8.根据权利要求6或7所述的激光测距装置，其特征在于，所述光开关的第一光链路上设置有相位调制器，所述控制器具体用于向所述相位调制器输出所述调制信号，所述相位调制器用于根据所述调制信号对所述连续光进行调制以得到第一光信号。9.根据权利要求6至8中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述收发模块还用于调节所述第一光信号的偏转方向。10.根据权利要求6至9中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光器为连续波激光器，所述光电探测器包括光电二极管PD或雪崩光电二极管APD。11.一种激光测距方法，其特征在于，所述方法应用于激光测距装置，所述激光测距装置包括：激光器、光电探测器、光开关、控制器和收发模块，所述光开关包括第一端口、第二端口和第三端口，所述方法包括：根据所述光开关上加载的调制信号对所述激光器输出的连续光进行调制以得到第一光信号，其中，所述调制信号由所述控制器输出至所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺士炀，高红彪，曾理，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：