激光雷达光束扫描系统的制作方法

本公开的各种实施例一般涉及光电设备。更具体地说，本公开的各种实施例涉及基于激光探测和测距(lidar)系统的光束扫描系统。

背景技术：

1、lidar系统被用于通过光线探测所需区域内的物体。物体可以是车辆、建筑物、地貌、或类似物。lidar系统通常包括一个光束扫描器，用于扫描所需区域以探测物体。

2、有些lidar系统利用机械部件实现光束扫描。例如，利用万向节操纵光源的光束来扫描所需的区域。另一个例子是在光束扫描器中使用扫描镜。然而，使用这种机械组件容易出现可靠性问题，而且组件的振动效应也不理想。

3、其他lidar系统则使用没有移动部件的固态解决方案来实现光束扫描器。目前的固态解决方案使用光学相位阵列(opa)作为光束扫描器。opa包括光源、功率分配器、移相器阵列和纳米光子天线元件阵列。功率分配器将光源发出的输入光分配成光束阵列，由移相器阵列接收。通过控制每个移相器的相位延迟，从移相器阵列向纳米光子天线元件阵列提供相位延迟光束。纳米光子天线元件阵列发射光束阵列，扫描所需的目标区域。然而，由于这种固态解决方案包括功率分配器，因此必须使用高功率光源，从而导致opa的高光损耗。

4、通过将所述系统与本申请其余部分概述的本公开内容的某些方面进行比较，并参考附图，本领域技术人员会发现传统方法的局限性和缺点。

技术实现思路

1、如权利要求书中更完整所述的，以及结合至少一个附图所述和/或在至少一个附图中所示，提供了一种光束扫描系统。

2、通过阅读本公开的以下详细描述以及附图，可以了解本公开的这些及其他特征和优点，在附图中，相同的参考标号表示相同的部件。

3、附图说明

技术特征：

1.一种光束扫描系统，包括：

2.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光源是波长可调光源。

3.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光开关被进一步配置为接收控制信号，以及根据所述控制信号选择所述第一输出端口以输出所述光束。

4.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光源发出的所述光束是全波长光谱。

5.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光开关中输出端口的数量等于所述光谱色散阵列中的光谱色散元件的数量和多个所述轮廓色散阵列中的轮廓色散阵列的数量。

6.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中多个所述子波段光的子波段光的数量等于多个所述轮廓色散阵列的轮廓色散阵列中的轮廓色散元件的数量。

7.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中多个轮廓色散元件中的每个轮廓色散元件都包括多个轮廓，使得多个所述轮廓中的每个轮廓都具有相应的偏航角和相应的俯仰角。

8.根据权利要求7所述的光束扫描系统，其中多个所述轮廓中的每个轮廓同时向所述子波段光提供相应的折射角，从而使多个所述轮廓色散元件中的每个轮廓色散元件同时发射相应的多个折射光束，其中所述光束阵列包括从每个所述轮廓色散元件发射的相应的多个折射光束。

9.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中多个所述子波段光是连续的子波段光。

10.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光束根据所述光谱色散阵列与多个所述轮廓色散阵列之间的光路距离进行色散。

11.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述光开关是自由空间光开关、光纤开关、基于硅光子学的光开关、基于iii-v族的光开关，以及其中所述光开关还包括增益元件。

12.一种光束扫描系统，包括：

13.根据权利要求12所述的光束扫描系统，其中所述光源是波长可调光源，以及其中所述光源发出的所述光束是全波长光谱。

14.根据权利要求12所述的光束扫描系统，其中多个所述子波段光的子波段光的总数量等于所述轮廓色散阵列中的所述轮廓色散元件的总数量。

15.根据权利要求12所述的光束扫描系统，其中多个所述轮廓色散元件中的每个轮廓色散元件包括多个轮廓，使得多个所述轮廓中的每个所述轮廓具有相应的偏航角和相应的俯仰角。

16.根据权利要求15所述的光束扫描系统，其中多个所述轮廓中的每个所述轮廓同时为接收到的所述子波段光提供相应的折射角，使得多个所述轮廓色散元件中的每个所述轮廓色散元件同时发射相应的多个折射光束，以及其中所述光束阵列包括从每个所述轮廓色散元件发射的相应的多个折射光束。

17.根据权利要求12所述的光束扫描系统，其中所述光束根据所述光谱色散元件与所述轮廓色散阵列之间的光路距离进行色散。

18.一种光束扫描系统，包括：

19.根据权利要求18所述的光束扫描系统，其中所述光源是波长可调光源，以及其中所述光源发出的所述光束是全波长光谱。

20.根据权利要求18所述的光束扫描系统，其中所述光开关进一步配置为接收控制信号，以及根据所述控制信号选择所述第一输出端口以输出所述光束，以及其中所述光开关中的输出端口的总数量等于所述光谱色散阵列中的所述光谱色散元件的总数量。

技术总结
光束扫描系统包括光源、光开关、一组光谱色散元件和一组轮廓色散阵列。光源发出光束，光束被光开关或光谱色散元件中的至少一个接收。光开关从根据控制信号所选的输出端口发射接收到的光束。光谱色散元件从光开关接收光束。光谱色散元件色散光束以扫描所需的目标区域。轮廓色散阵列之一接收来自光谱色散阵列的色散光束，并将色散光束折射为扫描所需的目标区域的光束阵列。

技术研发人员：许龙城,蓝而来
受保护的技术使用者：实光半导体科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16