[发明专利]基于一维转向光学相位阵列的三维映射二维扫描激光雷达及其使用方法

权利要求书

1.一种三维映射二维扫描飞行时间激光雷达测距设备，包括:

垂直维度中的多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片，每个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片发射特定相位的相干光，所述特定相位的相干光彼此干涉以在垂直于该垂直维度的水平维度中的转向方向上形成远场辐射图案。

2.根据权利要求1所述的三维映射二维扫描飞行时间激光雷达测距设备，其中所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片利用一组元件的至少一个子集作为在垂直于所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片的转向平面的方向上的光束尺寸控制的部件来形成及转向激光束，所述一组元件包括：

至少一个片外透镜；和

至少一个片上光栅。

3.根据权利要求2所述的三维映射二维扫描飞行时间激光雷达测距设备，其中所述至少一个片外透镜包括一组元件的子集，该组元件包括：

至少一个折射透镜；

至少一个渐变折射率透镜；

至少一个衍射光学元件；和

至少一个全息光学元件。

4.根据权利要求1所述的三维映射二维扫描飞行时间激光雷达测距设备，其中耦合到所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片中的光学信号从单个激光器产生。

5.根据权利要求1所述的三维映射二维扫描飞行时间激光雷达测距设备，其中耦合到所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片中的光学信号从多个激光器产生。

6.一种利用二维扫描飞行时间激光雷达测距设备的用于三维映射的方法，所述激光雷达测距设备包括：

垂直维度中的多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片，每个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片发射特定相位的相干光，所述特定相位的相干光彼此干涉以在垂直于该垂直维度的水平维度中的转向方向上形成远场辐射图案。

7.根据权利要求6所述的利用二维扫描飞行时间激光雷达测距设备的用于三维映射的方法，其中所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片利用一组元件的至少一个子集作为在垂直于所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片的转向平面的方向上的光束尺寸控制的部件来形成及转向激光束，所述一组元件包括：

至少一个片外透镜；和

至少一个片上光栅。

8.根据权利要求7所述的利用二维扫描飞行时间激光雷达测距设备的用于三维映射的方法，其中所述至少一个片外透镜包括一组元件的子集，该组元件包括：

至少一个折射透镜；

至少一个渐变折射率透镜；

至少一个衍射光学元件；和

至少一个全息光学元件。

9.根据权利要求6所述的利用二维扫描飞行时间激光雷达测距设备的用于三维映射的方法，其中耦合到所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片中的光学信号从单个激光器产生。

10.根据权利要求6所述的利用二维扫描飞行时间激光雷达测距设备的用于三维映射的方法，其中耦合到所述多个一维基于光学相位阵列的激光束形成及转向光子集成电路芯片中的光学信号从多个激光器产生。