【技术实现步骤摘要】
本申请属于激光雷达领域，特别涉及一种基于超构透镜的flash激光雷达系统。
技术介绍
1、激光雷达(light detection and ranging，lidar)又称光学雷达，利用对红外光束的发射、反射和接收来探测物体。flash激光雷达作为纯固态激光雷达，在规模化、成本、可靠性上都相较于目前主流的半固态激光雷达有明显优势，是激光雷达远期最主流的技术形态。
2、如图1所示，flash激光雷达通常由vcsel光源1、发射光学系统、接收光学系统和探测器5组成。发射光学系统通常包括准直镜头2和衍射光学元件3，将vcsel发散的光束准直后衍射复制形成二维面阵光束；接收光学系统主要由红外成像镜头4组成，将发射光学系统发射至目标物面后反射回来的激光束成像至探测器5。
3、传统flash激光雷达的发射光学系统和接收光学系统准直镜头、衍射光学元件和红外成像镜头。准直镜头通常含有1至2片光学镜片，红外成像镜头通常至少含有4片光学镜片，加上衍射光学元件，整个光学系统的光学镜片数量较多。光学镜片数量多会导致整个光学系统的总长较长，不利于flash激光雷达模组的小型化和轻型化。光学镜片数量多还会导致整个光学系统结构复杂、成本高，并且对光学镜片之间的装配和对准提出较高的精度要求。
技术实现思路
1、本申请提供了一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
2、本申请实施例提供一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，包括vcse
3、在一可实施方式中，任一结构区域通过调整每个超构透镜单元的结构、数量以及排布方式，控制整个超构透镜结构区域的相位分布。
4、在一可实施方式中，两个结构区域分别为第一结构区域和第二结构区域，所述第一结构区域实现准直和衍射复制，所述第二结构区域实现红外成像。
5、在一可实施方式中，所述第一结构区域的相位分布包括准直镜头的相位分布和衍射光学元件的相位分布。
6、在一可实施方式中，所述准直镜头的相位分布公式如下：
7、
8、其中，λ为入射光的波长，f为准直镜头的焦距，x，y则分别为超构透镜上的坐标。
9、在一可实施方式中，所述第二结构区域(10)包括一个衍射相位面的相位分布。
10、在一可实施方式中，所述衍射相位面的相位分布公式如下：
11、
12、其中，m为衍射级次，ai是相位系数，ρ是归一化半径。
13、在一可实施方式中，所述探测器为spad、apd或sipm。
14、在一可实施方式中，所述基底的形状为矩形或正六边形；所述微纳结构的形状为圆柱、椭圆柱、矩形柱或圆环柱。
15、在一可实施方式中，所述微纳结构的深宽比达5：1以上。
16、与现有技术相比，本申请具有如下优点：
17、1、本申请中整个flash激光雷达系统的光学系统仅由一片超构透镜组成，极大地减少了flash激光雷达系统的光学系统中光学镜片的数量，减小光学系统总长，使得flash激光雷达系统更加小型化和轻型化；
18、2、本申请的flash激光雷达系统，减少了光学镜片的数量，降低了整个flash激光雷达系统的成本和结构复杂度且一定程度上减轻了光学镜片之间需要装配对准的精度要求。
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1.一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：包括VCSEL光源(6)、超构透镜(7)和探测器(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：任一结构区域通过调整每个超构透镜单元的结构、数量以及排布方式，控制整个超构透镜结构区域的相位分布。
3.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：两个结构区域分别为第一结构区域(9)和第二结构区域(10)，所述第一结构区域(9)实现准直和衍射复制，所述第二结构区域(10)实现红外成像。
4.根据权利要求3所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：所述第一结构区域(9)的相位分布包括准直镜头的相位分布和衍射光学元件的相位分布。
5.根据权利要求4所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于，所述准直镜头的相位分布公式如下：
6.根据权利要求3所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：所述第二结构区域(10)包括一个衍射相位面的相位分布。
7
8.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：所述探测器(8)为SPAD、APD或SiPM。
9.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：所述基底(12)的形状为矩形或正六边形；所述微纳结构(11)的形状为圆柱、椭圆柱、矩形柱或圆环柱。
10.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的Flash激光雷达系统，其特征在于：所述微纳结构(11)的深宽比达5：1以上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，其特征在于：包括vcsel光源(6)、超构透镜(7)和探测器(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，其特征在于：任一结构区域通过调整每个超构透镜单元的结构、数量以及排布方式，控制整个超构透镜结构区域的相位分布。
3.根据权利要求1所述的一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，其特征在于：两个结构区域分别为第一结构区域(9)和第二结构区域(10)，所述第一结构区域(9)实现准直和衍射复制，所述第二结构区域(10)实现红外成像。
4.根据权利要求3所述的一种基于超构透镜的flash激光雷达系统，其特征在于：所述第一结构区域(9)的相位分布包括准直镜头的相位分布和衍射光学元件的相位分布。
5.根据权利要求4所述的一种基于超构透镜的flash激光雷达系...
【专利技术属性】
技术研发人员：施兴凯，邢圆圆，龚永兴，
申请(专利权)人：杭州纳境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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