[发明专利]一种激光雷达系统及其光学系统

说明书

本发明提供了一种激光雷达系统及其光学系统，包括多个器件组；每一个器件组包括一个光发射器、一个光探测器、一个相位调制器和一个相位解调器；相位调制器位于与其同组的光发射器的出光口处，用于对光发射器出射的探测光进行相位调制；相位解调器位于与其同组的光探测器的入光口处，用于对目标物体反射的探测光进行相位解调；其中，不同组的相位调制器进行相位调制后的探测光的相位不同，相位解调器仅对与其同组的相位调制器进行相位调制后的探测光进行相位解调，从而可以在光源模组以及激光雷达系统的组装过程中，不需要人工对准，即可实现同一组光发射器和光探测器之间的精确对准，提高了激光雷达的生产效率，降低了组装成本。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，更具体地说，涉及一种激光雷达系统及其光学系统。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较并做适当处理后，获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态甚至形状等参数信息，以实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。

激光雷达需要在水平方向和垂直方向上有一定的视场角，以自动驾驶上的激光雷达为例，一般需要在水平方向上有360度的视场角，在垂直方向上有20度～30度的视场角。为了实现在垂直方向上的视场角，一般需要在垂直方向上部署多线的“激光器-光探测器”组合，每一线的“激光器-光探测器”组合之间间隔0.5度到1度。为了保证不同线之间不发生信号串扰，如一线激光器的光被另一线的光探测器测量到，激光器和光探测器之间必须进行精确对准。

现有技术中大多通过人工对准，来实现激光器和光探测器之间的精确对准，但是，这样会导致激光雷达的组装成本较高，生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种激光雷达系统及其光学系统，以解决现有的激光雷达组装成本高、生产效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光学系统，包括多个器件组；

每一个所述器件组都包括一个光发射器、一个光探测器、一个相位调制器和一个相位解调器；

所述相位调制器位于与其同组的光发射器的出光口处，用于对所述光发射器出射的探测光进行相位调制，以使经过调制后的探测光照射到目标物体上；

所述相位解调器位于与其同组的光探测器的入光口处，用于对所述目标物体反射的探测光进行相位解调，以使经过相位解调后的探测光照射到所述光探测器上；

其中，不同组的相位调制器进行相位调制后的探测光的相位不同，所述相位解调器仅对与其同组的相位调制器进行相位调制后的探测光进行相位解调。

可选地，所述相位调制器包括轨道角动量调制器；

所述相位解调器包括轨道角动量解调器。

可选地，同一器件组的所述轨道角动量调制器和所述轨道角动量解调器的相位分布相反。

可选地，同一组的轨道角动量解调器和轨道角动量调制器的拓扑量子数的绝对值相等但正负相反；

不同器件组的轨道角动量调制器的拓扑量子数不同。

可选地，不同器件组的轨道角动量调制器的拓扑量子数不同包括：

不同器件组的轨道角动量调制器的拓扑量子数的绝对值相等但正负相反；或者，不同器件组的轨道角动量调制器的拓扑量子数的绝对值不相等但正负相同；或者，不同器件组的轨道角动量调制器的拓扑量子数的绝对值不相等且正负相反。