【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光雷达。更具体地，涉及一种激光雷达照明装置及激光雷达系统。
技术介绍
1、激光雷达是以激光作为辐射源，利用反射光回波强度、相位、偏振等物理参数对测量目标距离即深度数据进行主动测量的光电遥感探测设备。
2、激光雷达照明装置主要起到照明待测目标的作用，而照明光束的质量对测量精度和成像质量都有很大的影响。激光雷达照明装置中的半导体激光器即激光二极管是一种适合作为激光雷达的主动照明光源。半导体激光器具有特殊的谐振腔结构和工作方式，光束的空间分布具有不对称性，且在各自方向的发散角内光强分布不均匀。未整形的半导体激光器光束不能满足激光雷达系统的照明需求，因为照明视场的不对称性与传感器的接收面型不匹配，不利于充分利用光能，而照明视场内的光强不均匀分布则导致系统可用的动态范围减少。
3、目前，常用的半导体激光器光束匀光技术有：漫反射体、衍射光学元件、二元衍射光栅、液晶空间光调制器、复眼透镜、光纤、积分棒等。
4、然而，技术人发现，采用衍射光学元件这种方法可以实现平顶均匀照明，但是无法保持空间传播特性。二元衍射光栅其质量水平受到微精细加工技术发展水平的制约，激光损伤阈值较低，在强激光系统的应用上还有困难。液晶空间光调制器激光损伤阈值较低，器件价格昂贵，不易集成使用。复眼透镜只能在特定的范围内产生均匀光束,而且边沿具有相当比例的非均匀区域。这类方法耦合效率低且耦合成本高，技术难度大，也不利于小型化集成。采用光纤和积分棒这类方法耦合效率低且耦合成本高，能量损失较大，技术难度大，也不利于小型化集成。>
5、综上所述，激光雷达的照明需要同时满足视场匹配、高质量的均匀性以及良好的距离传输特性三个条件，然而上述这些匀光照明技术方法都有着不同程度的不足，不适合或无法满足激光雷达的照明需求。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种通过金字塔棱镜进行匀光的激光雷达照明装置及激光雷达系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
2、为达到上述目的，本技术采用下述技术方案：
3、本技术第一方面提供了一种激光雷达照明装置，包括：
4、半导体激光器、透镜组以及金字塔棱镜；
5、所述半导体激光器，用于发出高斯光束；
6、所述透镜组，用于对所述半导体激光器发出的高斯光束进行初步准直，并输出至所述金字塔棱镜的顶面；
7、所述金字塔棱镜，用于分割由其顶面输入的初步准直后的高斯光束并由其底面向待测目标输出多个分割光束，以使得所述分割光束在待测目标的表面进行非相干叠加，形成用于照明的平顶光束。
8、进一步地，所述金字塔棱镜包括四棱锥体部和长方体部，所述四棱锥体的锥面作为所述金字塔棱镜的顶面，所述长方体的远离所述四棱锥体的表面作为所述金字塔棱镜的底面。
9、进一步地，所述四棱锥体的底面与所述长方体的靠近所述四棱锥体的表面共面。
10、进一步地，四棱锥体的相对锥面之间的夹角设计为满足如下条件：
11、
12、其中，α为四棱锥体的相对锥面之间的夹角，k为初步准直光束的f度，n为金字塔棱镜材料的折射率。
13、进一步地，所述半导体激光器发出高斯光束的第一光轴、所述透镜组输出的初步准直光束的第二光轴为同轴，所述第二光轴以及金字塔棱镜输出的各分割光束的光轴相互平行。
14、进一步地，所述金字塔棱镜顶面和底面镀有增透膜。
15、进一步地，所述透镜组以及所述金字塔棱镜的材料为k9玻璃或石英。
16、本技术第二方面提供了一种激光雷达系统，包括：
17、一种激光雷达系统，其特征在于，包括：
18、至少一个如第一方面所述的激光雷达照明装置，用于向待测目标输出多个分割光束，以使得所述分割光束在待测目标的表面进行非相干叠加，形成用于照明的平顶光束；
19、所述分割光束在待测目标的表面进行非相干叠加，形成用于照明的平顶光束并反射；
20、接收镜头，用于接收待经待测目标反射的平顶光束；
21、探测传感器，用于探测接收镜头接收的经待测目标反射的平顶光束；
22、处理显示模块，用于处理并显示探测传感器探测的数据。
23、进一步地，所述激光雷达照明装置输出的分割光束的光轴与所述接收镜头的接收光轴平行。
24、进一步地，所述激光雷达系统包括多个激光雷达照明装置且所述多个激光雷达照明装置呈阵列分布。
25、本技术的有益效果如下：
26、本技术利用金字塔棱镜自身的分光特性，对初步准直后的光束进行分割并在待测目标表面进行非相干叠加以获得强度均匀，具有良好的距离传输特性且满足视场匹配的平顶光束。
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1.一种激光雷达照明装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述四棱锥体的底面与所述长方体的靠近所述四棱锥体的表面共面。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
8.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述激光雷达系统包括多个激光雷达照明装置且所述多个激光雷达照明装置呈阵列分布。
【技术特征摘要】
1.一种激光雷达照明装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述四棱锥体的底面与所述长方体的靠近所述四棱锥体的表面共面。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，毕勇，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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