[发明专利]混合直接探测与相干光探测和测距系统

权利要求书

1.一种系统，包括：

光电探测器，其中所述光电探测器被配置为从系统的环境接收光；

激光光源，其中所述激光光源被配置为将激光发射到环境中，其中所述激光光源被配置为向所述光电探测器提供本地振荡器信号；和

控制器，包括至少一个处理器和存储器，其中所述至少一个处理器被配置为运行存储在存储器中的指令以执行操作，所述操作包括：

使得激光光源发射第一光脉冲，其中第一光脉冲是非相干光脉冲，其中第一光脉冲与环境相互作用以提供第一反射的光脉冲；

使得激光光源发射第二光脉冲，其中第二光脉冲是相干光脉冲，其中第二光脉冲与环境相互作用以提供第二反射的光脉冲；

在所述光电探测器处接收第一反射的光脉冲、第二反射的光脉冲和本地振荡器信号；

基于第一反射的光脉冲确定环境中物体的存在；和

基于第二反射的光脉冲和本地振荡器信号确定物体相对于系统的相对速度。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括读出电路，其中所述读出电路被耦合到所述光电探测器，其中所述读出电路被配置为执行以下中的至少一个：确定环境中物体的存在或者确定所述物体相对于系统的相对速度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述光电探测器包括单光子雪崩探测器(SPAD)。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述光电探测器包括以一维阵列或二维阵列设置的多个光电探测器元件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光光源包括主光功率放大器(MOPA)光纤激光器，其中所述MOPA包括种子激光器和泵浦激光器，所述种子激光器和泵浦激光器被配置成发射至少15瓦平均功率和波长约为1550nm的光脉冲。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光脉冲包括测距脉冲，其中所述测距脉冲的持续时间在2纳秒和5纳秒之间。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二光脉冲包括多普勒脉冲，其中所述多普勒脉冲的持续时间在125纳秒和8微秒之间。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述光电探测器包括被配置为将所接收的光与所述本地振荡器信号混合以提供拍频的非线性混合器，其中确定所述物体的相对速度是基于确定所述拍频。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述确定拍频是基于锁相环(PLL)、锁相放大器或快速傅立叶变换(FFT)分析的输出。

10.一种方法，包括：

使得激光光源发射第一光脉冲，其中第一光脉冲是非相干光脉冲，其中第一光脉冲与环境相互作用以提供第一反射的光脉冲；

使得激光光源发射第二光脉冲，其中第二光脉冲是相干光脉冲，其中第二光脉冲与环境相互作用以提供第二反射的光脉冲；

基于第二光脉冲提供本地振荡器信号；

在探测器处接收第一反射的光脉冲、第二反射的光脉冲和本地振荡器信号；

基于第一反射的光脉冲确定环境中物体的存在；和

基于第二反射的光脉冲和本地振荡器信号确定物体相对于探测器的相对速度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中读出电路被耦合到光电探测器，其中所述读出电路执行以下中的至少一个：确定环境中物体的存在或者确定所述物体相对于系统的相对速度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述光电探测器包括以一维阵列或二维阵列设置的多个光电探测器元件。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一光脉冲包括测距脉冲，其中所述测距脉冲的持续时间在2纳秒和5纳秒之间。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二光脉冲包括多普勒脉冲，其中所述多普勒脉冲的持续时间在125纳秒和8微秒之间。