[发明专利]一种光探测系统和方法、激光雷达系统

权利要求书

1.一种光探测系统，其特征在于，所述系统包括：

相干像素阵列；

FMCW运算器阵列；

光学发射模块；

光学接收模块；

光发射器；

控制器；

所述相干像素阵列分别连接光学接收模块和FMCW运算器阵列，所述光学发射模块连接光发射器，所述控制器分别连接所述FMCW运算器阵列和光发射器，所述光发射器用于生成调频连续波，所述调频连续波用于探测目标对象，所述光学接收模块安装于相干像素阵列上，用于接收目标的光反射信号，通过所述相干像素阵列生成混频信号，FMCW运算器阵列用于解析混频信号以获取探测数据。

2.根据权利要求1所述的一种光探测系统，其特征在于，所述相干像素阵列包括基于硅材料的光波导，或基于氮化硅的光波导。

3.根据权利要求1所述的一种光探测系统，其特征在于，所述相干像素阵列包括多个相干像素，每个相干像素包括相干接收单元和光转换单元，分别形成相干接收阵列和光转换阵列，每个相干接收单元和对应的光转换单元连接，用于接收光反射信号，并将光反射信号进行处理和转换。

4.根据权利要求3所述的一种光探测系统，其特征在于，每个相干接收单元包括接收天线和光混频器，分别形成接收天线阵列和光混频器阵列，所述接收天线和光混频器连接，所述光混频器连接所述光学发射模块，用于将接收天线收到的光反射信号和源信号进行混频，并将混频后的光信号输入光转换单元，所述光转换单元包括光探测器，所述光探测器用于将混频后的光信号转化为电信号。

5.根据权利要求2所述的一种光探测系统，其特征在于，所述每个接收天线分别连接对应的光波导，用于接收光反射信号，并将光反射信号耦合至连接所述对应光混频器的光波导。

6.根据权利要求1所述的一种光探测系统，其特征在于，所述相干像素阵列包括行列电网，行列电网的每一行连接对应的像素和FMCW运算器阵列，行列电网的每一列电网连接对应的像素和对应的FMCW运算器单元。

7.根据权利要求1所述的一种光探测系统，其特征在于，所述光学发射模块连接分束器，所述分束器连接光发射器，所述分束器连接每个相干像素，所述分束器用于向目标空间发射光信号，并同时向所述相干像素阵列发送源信号。

8.根据权利要求7所述的一种光探测系统，其特征在于，所述光学发射模块包括光学透镜、光学散射体或光学相控阵列中的至少一种，用于光束整形。

9.根据权利要求7所述的一种光探测系统，其特征在于，所述分束器连接到相干像素阵列后，相干像素阵列上级联设置的分束器形成路由光路，并且级联设置的所述分束器连接光开关，所述光开关连接控制器，每一光开关设置至少两光支路，每一光支路末端分别连接一相干像素，所述路由光路用于可控地向对应相干像素发送源信号。

10.根据权利要求8所述的一种光探测系统，其特征在于，所述光学发射模块包括光学相控阵芯片，所述光学相控芯片集成于相干像素阵列上或者独立于相干像素阵列存在，用于发出源信号和对目标空间发出准直光束或期望光束。

11.根据权利要求1所述的一种光探测系统，其特征在于，所述FMCW运算器阵列用于依行读取行列电网的数据，用于依次获取不同目标空间的探测数据。

12.一种光探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

生成调频连续波，将所述调频连续波分束形成源信号和探测信号；

分级控制所述探测信号，将所述探测信号根据控制规则发向指定方向或位置；

根据控制规则向指定的相干像素发送源信号；

接收光反射信号和源信号，并将所述源信号和光反射信号混频；

解析混频后的信号，以获取探测信息。