[实用新型]一种基于透射式液晶技术的固态扫描激光雷达

说明书

本实用新型属于激光雷达技术领域，公开了一种基于透射式液晶技术的固态扫描激光雷达，包括发射激光器、准直光学元件及透射式二维液晶阵列，所述发射激光器发出的探测光信号经所述准直光学元件入射至所述透射式二维液晶阵列；施加在所述透射式二维液晶阵列的每个液晶阵列单元的电压可独立调节且呈周期性变化，可实现入射光束的快速扫描。由于位相变化周期的方向可以沿着二维液晶阵列平面的任意方向，出射光束可实现二维方向的任意扫描，不需要通过级联的方式来实现出射光束的二维扫描。

技术领域

本实用新型属于激光雷达技术领域，具体涉及一种基于透射式液晶技术的固态扫描激光雷达。

背景技术

激光雷达主要由激光信号发射部分、信号接收部分、信号处理控制部分及光束扫描部分等元件组成；其中，光束扫描部分的实现方式包括机械扫描方式和非机械扫描方式两种。非机械扫描方式，即固态扫描方式，无运动部件，具有极高的可靠性，且尺寸小、扫描频率高，代表着激光雷达的发展方向。固态激光雷达的实现方案主要有电光晶体驱动式、硅基波导驱动式或热驱动式等，但上述这些技术方案目前尚不成熟，还不具备工业化的条件，不能满足激光雷达快速发展的需求。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种基于透射式液晶技术的固态扫描激光雷达，该技术基于液晶对光位相的灵活调制，可实现激光探测光束的无运动部件扫描，且液晶技术是已经批量产业化的成熟产品，本实用新型具备产业化的基础。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于透射式液晶技术的固态扫描激光雷达包括发射激光器、准直光学元件及透射式二维液晶阵列，所述发射激光器发出的探测光信号经所述准直光学元件入射至所述透射式二维液晶阵列；

施加在所述透射式二维液晶阵列的每个液晶阵列单元的电压可独立调节且呈周期性变化。

进一步地，所述准直光学元件为发射透镜。

进一步地，所述准直光学元件为非球面透镜。

进一步地，所述透射式二维液晶阵列为位相调制型液晶阵列。

进一步地，所述透射式二维液晶阵列的玻璃基板上设增透膜。

本实用新型的有益效果为：

在现有机械扫描方式的基础上，将机械扫描装置替换为透射式二维液晶阵列，该阵列的每个单元可以独立控制电压，并施加在所述透射式二维液晶阵列的每个液晶阵列单元的电压变化图案呈周期性的电压变化图案，对应生成周期性的位相变化图案，当位相变化图案和透射式光栅的位相变化轮廓一致时，即可对入射光束产生偏转角度调制，且不同的位相变化周期对应不同的偏转角度，当位相变化周期快速变化时，偏转角度快速旋转，即可实现入射光束的快速扫描，由于位相变化周期的方向可以沿着二维液晶阵列平面的任意方向，出射光束可实现二维方向的任意扫描，不需要通过级联的方式来实现出射光束的二维扫描。

附图说明

图1为基于透射式二维液晶阵列的光束扫描原理示意图(此处略去接收部分)。

图2为透射式二维液晶阵列的平面示意图(椭圆形区域为发射激光器的发射光斑)。

图3为透射式二维液晶阵列的各像元位相恒定时的光线入射及出射方向示意图。

图4为透射式二维液晶阵列的各像元位相变化周期大时的光线入射及出射方向示意图。

图5为透射式二维液晶阵列的各像元位相变化周期小时的光线入射及出射方向示意图。

图中：1-发射激光器；2-准直光学元件；3-透射式二维液晶阵列。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。