[实用新型]基于偏振调制光注入激光器的激光雷达

说明书

本实用新型涉及一种基于偏振调制光注入激光器的激光雷达，包括：激光发生模块，其能够产生光强度可连续调谐的光信号；偏振调制模块，偏振调制模块将光强度可连续调谐的光信号调制成双边带啁啾光信号；第一光耦合器，第一光耦合器将双边带啁啾光信号分路成参考光信号和测试光信号；测试光信号从信号发射端发出并经目标物反射，接收端获取目标物反射的回波信号；第二光耦合器，第二光耦合器将参考光信号与回波信号耦合，获得耦合后的光信号；激光去啁啾模块，激光去啁啾模块将耦合后的光信号下变频为携带目标信息的中频信号。其成本低、结构简单、易于操作、发射的啁啾激光信号质量高且其扫频带宽高达几十GHz。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其是指一种基于偏振调制光注入激光器的激光雷达。

背景技术

激光雷达具有分辨率高，隐蔽性好、抗干扰能力更强等优势，广泛应用于机器人、自动驾驶、无人车等领域。其在民用以及军事等领域有广泛应用。根据发射信号体制的不同，激光雷达可以分为脉冲激光雷达和调频连续波激光雷达。相比于脉冲激光雷达，调频连续波激光雷达具有更低的峰值功率、更低的截获概率、更低的采样率和无模糊探测能力。

通常调频连续波激光雷达通过调制半导体激光器的驱动电流实现线性扫频，然而其扫频速率以及扫频线性度较差，这造成了测量精度的恶化；或者将一个基带微波线性调频信号调制到一束光载波上实现激光的线性扫频，然而一方面需要额外的射频源来提供基带信号，这不可避免地增加了系统地体积与成本，另一方面为了实现更大的扫频带宽，通过微波光子倍频技术来实现二倍频或者四倍频，这导致了基带信号的杂散以及信噪比恶化，降低了激光雷达的探测精度。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中外部射频源而导致系统体积大、成本高和精度低的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于偏振调制光注入激光器的激光雷达，包括：

激光发生模块，其能够产生光强度可连续调谐的光信号；

偏振调制模块，其与所述激光发生模块连接，所述偏振调制模块将光强度可连续调谐的光信号调制成双边带啁啾光信号；

第一光耦合器，其与所述偏振调制模块连接，所述第一光耦合器将所述双边带啁啾光信号分路成参考光信号和测试光信号；

信号发射与接收模块，其与所述第一光耦合器连接，所述信号发射与接收模块包括信号发射端与信号接收端，所述测试光信号从所述信号发射端发出并经目标物反射，所述接收端获取目标物反射的回波信号；

第二光耦合器，其与第一光耦合器的输出端和信号发射与接收模块连接，所述第二光耦合器将所述参考光信号与回波信号耦合，获得耦合后的光信号；

激光去啁啾模块，其与所述第二光耦合器的输出端连接，所述激光去啁啾模块将耦合后的光信号下变频为携带目标信息的中频信号；

信号处理器，其与所述激光去啁啾模块的输出端连接，所述信号处理器从所述携带目标信息的中频信号中提取目标物的距离信息及速度信息。

作为优选的，所述激光发生模块包括依次设置的主激光器和光强度调制器，所述光强度调制器对所述主激光器发射出的激光进行调制以获得光强度可调节的光载波信号。

作为优选的，还包括波形发生器，所述波形发生器的输出端与所述光强度调制器的低速射频端口相连接。

作为优选的，还包括：

第三光耦合器，其设置在偏振调制模块的输出端与第一光耦合器的输入端之间，所述第三光耦合器将所述双边带啁啾光信号分路成第一光信号和第二光信号，所述第一光信号输入至第一光耦合器的输入端；

从激光器，所述第二光信号注入至所述从激光器中以激发从激光器的单周期震荡态，所述从激光器输出线性扫频啁啾光信号；