[发明专利]具有共享光学器件的多通道激光雷达光学子部件

说明书

光学设备可以包括发射源光束的激光器组件和分离源光束以生成第一光束和第二光束的光学组件。光学设备可以包括：复用组件，用于对第一光束和第二光束进行复用以形成第一复用光束；光学系统，用于接收第一复用光束并且解复用出第一光束和第二光束；以及扫描组件，用于用第一光束和第二光束扫描视场并且接收从视场反射的第一光束和第二光束。光学系统可以对从视场反射的第一光束和第二光束进行复用以形成第二复用光束，并且解复用组件可以解复用出从视场反射的第一光束和第二光束。

相关申请

本申请要求于2019年9月4日提交的、题为“Multi-Channel LOSA with SharedOptics”的美国临时专利申请第62/895,810号在35U.S.C.§119下的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及光检测和测距(激光雷达)光学子部件，并且更具体地，涉及具有共享光学器件的多通道激光雷达光学子部件(Lidar Optical Sub-Assembly，LOSA)。

背景技术

调频连续波(frequency-modulated continuous wave，FMCW)激光雷达系统可以在窄线宽激光束上产生周期性的频率分布(通常是使频率线性上升或下降的三角波模式)，跨包括一个或多个物体的视场扫描激光束，接收从视场中的物体反射的光束，将接收到的光束与从生成激光束的激光源取得的本地振荡器光束混合以生成差频(difference-frequency)信号，以及基于由往返传播延迟引起的接收信号和本地振荡器光束之间的频率差来确定一个或多个物体的三维方面。例如，激光雷达系统可以基于从视场中的物体反射的光，构建点云来确定一个或多个物体的三维方面。传统的FMCW激光雷达系统包括用于发射光束的激光源，以及用于以下操作的光学系统：将光束提供给扫描仪、接收从视场反射和从该扫描仪或另一扫描仪反射的光并且将从视场反射的光提供给包括混合器的相干接收器。

发明内容

根据一些可能的实施方式，光学设备可以包括：激光器组件，用于发射源光束，其中激光器组件包括调频连续波激光源；光学组件，用于分离源光束以生成第一光束和第二光束；复用组件，用于使用极化分复用、波分复用和/或空分复用来对第一光束和第二光束进行复用以形成第一复用光束；光学系统，用于接收第一复用光束，并且对第一复用光束进行解复用以获得第一光束和第二光束；扫描组件，用于：从光学系统接收第一光束和第二光束，用第一光束和第二光束扫描视场，接收从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束，并且将从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束提供给光学系统，其中光学系统用于对从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束进行复用以形成从视场反射的第二复用光束；解复用组件，用于从光学系统接收从视场反射的第二复用光束，并且使用极化分解复用、波分解复用和/或空分解复用来对从视场反射的第二复用光束进行解复用以获得从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束；第一接收器，用于从解复用组件接收从视场反射的第一光束；以及第二接收器，用于从解复用组件接收从视场反射的第二光束。

根据一些可能的实施方式，光学设备可以包括：激光器组件，用于发射调频源光束；光学组件，用于分离调频源光束以生成具有不同空间偏移的第一光束和第二光束；复用组件，用于使用空分复用来对第一光束和第二光束进行复用以形成第一复用光束；光学系统，用于接收第一复用光束，并且对第一复用光束进行解复用以获得第一光束和第二光束；扫描组件，用于：从光学系统接收第一光束和第二光束，用第一光束和第二光束扫描视场，接收从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束，并且将从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束提供给光学系统，其中光学系统用于对从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束进行复用以形成从视场反射的第二复用光束；解复用组件，用于从光学系统接收从视场反射的第二复用光束，并使用空分解复用来对从视场反射的第二复用光束进行解复用以获得从视场反射的第一光束和从视场反射的第二光束；第一接收器，用于从解复用组件接收从视场反射的第一光束；以及第二接收器，用于从解复用组件接收从视场反射的第二光束。