[发明专利]光束导向器

说明书

本文描述了一种用于在两个维度上引导光的系统。在第一实施例中，光束导向器包括光学地耦合到例如自由空间衍射耦合器的色散元件的阵列的波长路由器，例如光交错复用器。在第二实施例中，光束导向器包括光学地耦合到1D到2D空间交错复用器的衍射元件。

相关申请

本申请涉及申请人的第PCT/AU2016/050899(被公开为WO2017/054036)号国际专利申请，其内容被全部并入本文。

本公开的领域

本公开通常涉及用于引导光束的系统和方法。更特别地，本公开涉及用于在两个维度中引导光束的系统和方法。特定的实施例涉及将光引导到具有在两个维度上的深度维的环境中。

本公开的背景

光束导向具有几个用途，包括但不限于LiDAR(光探测和测距)应用，其中光被发送到用于测绘目的的环境中。在三维测绘中，维度之一与从光束的起点开始的点的范围有关，而其它两个维度与光束被引导穿过的二维空间(例如，在笛卡尔坐标(x，y)或极坐标(r，θ)中)有关。在WO2017/054036中描述了光束导向的示例LiDAR用途。

在说明书中对任何现有技术的引用并不且也不应该被理解为对下面事实的承认或任何形式的建议：该现有技术形成在任何权限范围内的公知常识的一部分，或者该现有技术可以合理地由本领域中的技术人员预期为被理解、被认为是相关的和/或与其他现有技术组合。

本公开的概述

根据本公开的一个方面，提供了一种用于在两个维度上引导光的光学系统，两个维度包括第一维和实质上垂直于第一维的第二维，该光包括被分组到非邻近波长通道组内的多个波长通道中的选定的一个波长通道，该系统包括：

波长路由器，其用于基于选定波长通道来将光从第一端口路由到第二端口之一，第二端口(a)被布置成引导经路由的光越过与第一维相关联的波长维，以及(b)每个第二端口与非邻近波长通道组中的相应的一个非邻近波长通道组相关联；以及

色散元件的阵列，色散元件被布置成每个从第二端口中的相应的一个第二端口接收经路由的光，色散元件的阵列的每个色散元件被配置成引导所接收的光越过第二维。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于在第一维和实质上垂直于第一维的第二维上引导光的光学系统，该光包括多个波长通道中的选定的一个波长通道，该系统包括：

色散元件，其被布置为基于多个波长通道中的选定的一个波长通道来在波长维上引导光；以及

空间路由器，其用于将光从多个第一端口之一路由到多个第二端口之一，多个第一端口根据波长维被布置，多个第二端口沿着与第一维和第二维相关联的两个维度被布置。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于剖析具有在两个维度上的深度维的环境的空间剖析系统，该系统包括：

在紧接着前面的段落中描述的光学系统的实施例；

光源，其光学地耦合到光学系统用于提供光；以及

处理单元，其操作地耦合到光学系统用于确定在两个维度上的环境的深度维。

本公开的另外的方面和在前面的段落中描述的方面的另外的实施例将从作为例子并参考附图给出的下面的描述中变得明显。

附图简述

图1示出了用于在空间上剖析环境的模块。

图2示意性示出了光束导向器的第一实施例。

图3A和3B示出了光交错复用器的不同布置。

图4示出了阵列波导光栅的例子。

图5示出了具有准直元件的光束导向器的第一实施例。