[发明专利]一种用于激光雷达系统的激光模块

说明书

本发明公开了一种用于激光雷达系统的激光模块，包括多光束光源、成像接收系统；所述多光束光源包括激光光源、传输路径调节单元、小发散角输出单元、大发散角输出单元，所述激光光源出射的激光经耦合输入端口输入所述传输路径调节单元，入射光通过所述传输路径调节单元调节路径后自所述小发散角输出单元或大发散角输出单元输出，所述成像接收系统接收目标物在所述小发散角输出单元或大发散角输出单元输出的光形成的像。本申请的用于激光雷达系统的激光模块，实现了远近距离自由切换进行探测的功能，结构简单，成本较低，适用性较高。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体是一种用于激光雷达系统的激光模块。

背景技术

在现在的flash方案中，通过高功率激光，发射一束具备一定发散角的脉冲激光，对前方路况进行照明，然后经过成像接收系统进行成像，相比于其它点扫描的方案，具备一次性全部成像的优势。但是，因为需要将出射光束的发散角进行一定程度的扩束，以便实现更大的探测范围，从而导致激光光束的能量密度显著下降，使该方案适应于较低的探测距离，无法满足使用需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于激光雷达系统的激光模块，实现远近距离自由切换进行探测的功能，提高适用性。

为实现上述目的，本申请提供了一种用于激光雷达系统的激光模块，包括多光束光源、成像接收系统；所述多光束光源包括激光光源、传输路径调节单元、小发散角输出单元、大发散角输出单元，所述激光光源出射的激光经耦合输入端口输入所述传输路径调节单元，入射光通过所述传输路径调节单元调节路径后自所述小发散角输出单元或大发散角输出单元输出，所述成像接收系统接收目标物在所述小发散角输出单元或大发散角输出单元输出的光形成的像。

远距离激光探测的光束特点是光束能量集中、发散角α₁小，近距离激光探测的光束特点是光束发散角α₂大、覆盖面广。基于上述结构，采用小发散角输出单元、大发散角输出单元的多路出光通道设计，每路出光通道处进行了不同的光束整形，设计能够实现远、近距离的探测，同时，通过大发散角输出单元的整形设置，还能够实现中距离的探测需求，兼顾了不同探测距离的覆盖，使本申请的用于激光雷达系统的激光模块具有较高的适用性，满足了多种使用需求。另一方面，通过一台激光发射光源的设计，降低了成本。

作为优选，所述激光光源为脉冲工作、准连续工作、连续工作中的任意一种。

作为优选，所述激光光源为固体泵浦激光器、光纤激光器、半导体激光器、气体激光器中的任意一种。

作为优选，所述传输路径调节单元为机械式光开关、MEMS式光开关、铌酸锂薄膜式光开关、光路通道选择器中的任意一种。

作为优选，所述大发散角输出单元的半角发散角为0.3～4°，所述小发散角输出单元的半角发散角为0.3～4°。

激光光源由工作物质、泵浦激励源和谐振腔3部分组成。工作物质中的粒子在泵浦激励源的作用下，被激励到高能级的激发态，造成高能级激发态上的粒子数多于低能级激发态上的粒子数，即形成粒子数反转。粒子从高能级跃迁到低能级时，就产生光子，如果光子在谐振腔反射镜的作用下，返回到工作物质而诱发出同样性质的跃迁，则产生同频率、同方向、同相位的辐射。如此靠谐振腔的反馈放大循环下去，往返振荡，辐射不断增强，最终即形成强大的激光束输出。针对于其结构的复杂性、零件的精密性要求，导致每一台激光光源的使用成本都较高。基于上述传输路径调节单元的设计，采用光开关作为通道选择器件，能够根据需要随时切换成不同探测距离的通道，实现对一台激光光源的时分复用，提高探测区域的针对性和安全性。同时，有效地控制了使用成本。

综上所述，本申请的用于激光雷达系统的激光模块，结构简单、使用成本低。在一台激光光源的基础上，能够根据使用需求选择的不同整形特征的发射光束，从而实现不同探测距离的兼容。

附图说明