[发明专利]激光雷达接收装置、发射装置、系统及距离的测量方法

说明书

本申请涉及一种激光雷达接收装置、发射装置、系统及距离的测量方法。上述激光雷达接收装置包括：光接收器件、干涉器件、光电探测器；所述光接收器件，用于通过自由空间将接收到的回波信号耦合至所述干涉器件；所述干涉器件，用于通过自由空间接收与所述回波信号对应的本振信号，将所述回波信号与所述本振信号进行干涉，得到差频信号，并将所述差频信号通过自由空间耦合至所述光电探测器；所述光电探测器，用于对所述差频信号进行光电转换。该激光雷达接收装置降低了接收到的回波信号的耦合损耗，提高了回波信号的能量，使得尽可能多的回波信号与本振信号进行干涉，从而提高了激光雷达系统的信噪比。

技术领域

本申请涉及激光雷达领域，特别是涉及一种激光雷达接收装置、发射装置、系统及距离的测量方法。

背景技术

目前，调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)激光雷达系统因具有抗干扰能力强、所需要的发射能量较小等优点，已被广泛应用于测距领域中。FMCW激光雷达系统通过发射调频连续波，利用接收到的回波信号和本振信号进行干涉，从而得到测距信息的差频信号，进而利用差频信号进行距离的测算。

传统技术中，FMCW激光雷达系统分别将回波信号和本振信号耦合到光纤中进行干涉，从而产生差频信号。

但是，传统方式会造成回波信号耦合损耗，导致干涉时的回波信号能量较小，从而导致FMCW激光雷达系统的信噪比较低。

发明内容

基于此，有必要针对传统方式会造成回波信号耦合损耗，导致干涉时的回波信号能量较小，从而导致FMCW激光雷达系统的信噪比较低的技术问题，提供一种激光雷达接收装置、发射装置、系统及距离的测量方法。

一种激光雷达接收装置，包括：光接收器件、干涉器件、光电探测器；

所述光接收器件，用于通过自由空间将接收到的回波信号耦合至所述干涉器件；

所述干涉器件，用于通过自由空间接收与所述回波信号对应的本振信号，将所述回波信号与所述本振信号进行干涉，得到差频信号，并将所述差频信号通过自由空间耦合至所述光电探测器；

所述光电探测器，用于对所述差频信号进行光电转换。

在其中一个实施例中，所述干涉器件包括薄膜分光器。

在其中一个实施例中，所述薄膜分光器包括透射反射比大于预设阈值的增透膜。

在其中一个实施例中，所述光电探测器包括雪崩光电探测阵列。

在其中一个实施例中，所述装置还包括缩束光阑；所述缩束光阑用于将所述差频信号汇聚到所述光电探测器。

在其中一个实施例中，所述薄膜分光器包括单层薄膜分光器或者多层薄膜分光器。

一种激光雷达发射装置，包括：发射准直器件；所述发射准直器件与激光雷达光源连接；

所述发射准直器件用于耦合所述激光雷达光源输出的调频激光，将所述调频激光作为本振信号，并通过自由空间将所述本振信号耦合至干涉器件，以使所述干涉器件对所述本振信号与回波信号进行干涉；所述回波信号为所述调频激光入射到目标物体后，经过所述目标物体反射回来，并经过光接收器件接收到的信号。

在其中一个实施例中，所述发射准直器件包括准直镜。

一种激光雷达系统，包括如上述实施例所述的激光雷达接收装置，以及如上述实施例所述的激光雷达发射装置。

一种距离的测量方法，包括：

向目标物体发射调频激光；

控制光接收器件通过自由空间将接收到的回波信号耦合至干涉器件；