[实用新型]光发射单元、光信号检测模块、光学系统和激光雷达系统

权利要求书

1.一种光发射单元，其特征在于，包括光源子单元、高频调制子单元和差频子单元；

所述光源子单元用于发出初始光束；

所述高频调制子单元用于通过光混频技术对所述初始光束进行频率调制，发出至少两种不同频率的高频发射信号；

所述差频子单元用于将任意两种不同频率的高频发射信号进行差频处理，发出至少一种低频发射信号；

其中，至少一种所述高频发射信号和至少一种所述低频发射信号作为探测光信号，由所述光发射单元发出。

2.根据权利要求1所述的光发射单元，其特征在于，所述高频调制子单元包括频率合成器；

所述频率合成器用于通过直接数字频率合成技术将预设的至少两个不同的高频率值加载到所述光源子单元发出的初始光束上，以形成至少两种不同频率的高频发射信号。

3.根据权利要求1所述的光发射单元，其特征在于，所述光源子单元包括低功率连续激光二极管。

4.根据权利要求3所述的光发射单元，其特征在于，所述光源子单元还包括准直透镜，所述低功率连续激光二极管与所述准直透镜沿光束的传播方向依次排列；

所述准直透镜用于对所述低功率连续激光二极管发出的初始光束进行准直。

5.一种光信号检测模块，其特征在于，包括接收单元和信号处理单元，所述接收单元与所述信号处理单元电连接；

所述接收单元用于接收被目标物体反射的高频回波信号，并将所述高频回波信号转换为高频电信号，又将所述高频电信号与本振信号进行混频，得到差频测量信号；

所述信号处理单元用于通过全相位快速傅里叶变换鉴相技术将所述差频信号与基准信号进行比较得到相位差，进而通过所述相位差获取所述目标物体的距离值。

6.根据权利要求5所述的光信号检测模块，其特征在于，所述接收单元包括光电探测器；

所述光电探测器用于将所述高频回波信号由高频光信号转换为所述高频电信号，并将所述高频电信号与本振信号进行混频，得到所述差频测量信号。

7.根据权利要求6所述的光信号检测模块，其特征在于，所述接收单元还包括接收透镜和滤光片，所述接收透镜、所述滤光片和所述光电探测器沿光束的传播方向依次排列；

所述接收透镜用于将所述回波信号聚焦到所述光电探测器；

所述滤光片用于通过所述回波信号，滤除其他波长的干扰信号。

8.根据权利要求5所述的光信号检测模块，其特征在于，所述信号处理单元包括微弱信号的高速运算放大器、高速模数转换器和现场可编程门阵列；

所述微弱信号的高速运算放大器的输入端与所述接收单元电连接，所述微弱信号的高速运算放大器的输出端与所述高速模数转换器的输入端电连接，所述高速模数转换器的输出端与所述现场可编程门阵列电连接；

所述微弱信号的高速运算放大器用于通过数字式平均法和相关检测法将所述接收单元传输的信号放大；

所述高速模数转换器用于将经所述微弱信号的高速运算放大器放大后的信号由模拟量信号转换为数字量信号；

所述现场可编程门阵列用于通过全相位快速傅里叶变换鉴相技术将所述数字量信号与基准数字信号进行比较得到相位差，进而通过所述相位差获取所述目标物体的距离值。

9.根据权利要求8所述的光信号检测模块，其特征在于，还包括供电单元、微处理器单元和反馈调节单元；

所述信号处理单元的受电端和所述微处理器单元的受电端分别与所述供电单元电连接，所述微处理器单元的第一控制端与所述信号处理单元电连接，所述微处理器单元的第二控制端通过所述反馈调节单元与所述接收单元电连接；

所述供电单元用于向所述信号处理单元和所述微处理器单元供电；

所述微处理器单元用于对所述光信号检测模块中的低频电信号进行控制处理，还用于通过所述反馈调节单元对施加到所述接收单元的电压进行调节，以使所述接收单元接收强度不同的所述回波信号。