[发明专利]基于超晶格器件的激光混沌测距装置及测距方法

权利要求书

1.一种基于超晶格器件的激光混沌测距装置，其特征在于，包括：

超晶格器件，用于产生混沌振荡电信号，

混沌驱动信号生成模块，用于根据所述混沌振荡电信号产生混沌驱动信号；

激光测距模块，用于根据所述混沌驱动信号向待测目标发射入射激光并接收由所述待测目标反射的反射激光，且根据所述反射激光和所述混沌驱动信号确定所述测距装置到所述待测目标之间的距离。

2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述混沌驱动信号生成模块包括：

恒流驱动单元，用于产生恒定电信号；

直流偏置单元，用于向所述超晶格器件提供偏置电压，以使所述超晶格器件根据所述偏置电压产生混沌振荡电信号；

信号叠加单元，用于将所述恒定电信号和所述混沌振荡电信号叠加形成所述混沌驱动信号；

信号分路单元，用于将所述混沌驱动信号分成两路混沌驱动信号，且将两路混沌驱动信号之一提供给所述激光测距模块；

第一信号读取单元，用于从所述信号分路单元读取两路混沌驱动信号之另一。

3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述激光测距模块包括：

激光器，用于根据两路混沌驱动信号之一向待测目标发射入射激光；

探测器，用于探测接收由所述待测目标反射的反射激光，且将所述反射激光转换为混沌探测信号；

第二信号读取单元，用于从所述探测器读取所述混沌探测信号；

处理单元，用于对从所述第一信号读取单元接收的两路混沌驱动信号之另一和从所述第二信号读取单元接收的混沌探测信号进行互相关处理以得到延迟时间，且根据所述延迟时间计算出所述测距装置到所述待测目标之间的距离。

4.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述处理单元进一步地根据所述延迟时间并利用下面的式子1计算出所述测距装置到所述待测目标之间的距离，

[式子1]

其中，τ表示所述延迟时间，c表示光在空气中的传播速度，L表示所述测距装置到所述待测目标之间的距离。

5.根据权利要求3或4所述的测距装置，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器；和/或所述探测器为单管光电探测器或者阵列光电探测器。

6.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述超晶格器件包括：衬底、半导体超晶格结构层、金属底电极、金属顶电极；

所述半导体超晶格结构层及所述金属底电极设置于所述衬底之上，且所述金属底电极分布于所述半导体超晶格结构层的两侧，所述金属顶电极设置于所述半导体超晶格结构层之上。

7.一种测距方法，其特征在于，包括步骤：

S100、超晶格器件产生混沌振荡电信号，

S200、根据所述混沌振荡电信号产生混沌驱动信号；

S300、根据所述混沌驱动信号向待测目标发射入射激光并接收由所述待测目标反射的反射激光，根据所述反射激光和所述混沌驱动信号确定所述测距装置到所述待测目标之间的距离。

8.根据权利要求7所述的测距方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括：

S210、产生恒定电信号；

S220、将所述恒定电信号和所述混沌振荡电信号叠加形成所述混沌驱动信号；

S230、将所述混沌驱动信号分成两路混沌驱动信号，且将两路混沌驱动信号之一提供给所述激光测距模块；

S240、从信号分路单元读取两路混沌驱动信号之另一。