CN113167865A - 偏振编码光束传输和收集 - Google Patents
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Abstract
一种光检测和测距设备即LIDAR设备，包括：光源，用于在第一方向(206)上发射激光束；偏振波片(214)，用于变换在第一方向上朝向目标环境前进的激光束的偏振状态；以及反射光学组件(216)，用于沿着返回路径(210)朝向光源并通过偏振波片(214)返回激光束的一部分作为本地振荡器信号。偏振选择组件(208)用于基于光学偏振分离返回路径(210)中的光，其中偏振选择组件(208)将正交偏振光沿着返回路径(210)折射至发散路径，其中偏振选择组件(208)还能够实现本地振荡器信号与目标信号之间的干涉以生成组合信号。光学检测器用于从第二方向接收组合信号，以及透镜光学器件(212)用于沿着光学检测器的焦平面对折射光进行准直。以单模光纤(202)为中心的照射光束路径通过透镜(212)以准直光。系统可以将来自目标的脉冲激光与反射本地光在偏振选择组件(208)内组合。然后可以用准直透镜(212)将组合光束朝向多模光纤(204)聚焦。偏振选择组件(208)将来自收集路径的光束折射到与系统的光轴成角度α的离轴路径。由棱镜的双折射属性确定的该角度产生所收集的光在透镜的焦平面上的垂直位移d。偏振选择组件(208)可以是对照射和收集光路的偏振进行编码的Rochon棱镜。可选地，这种偏振选择组件(208)可以包括Wollaston或Senarmont棱镜。LIDAR系统包括用于以光栅图案引导激光束扫描环境的快速扫描镜。
Description
相关申请
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2018年9月6日提交的美国专利申请16/123,939的权益，其全部内容通过引用方式并入本文中。
技术领域
本公开通常涉及光检测和测距(LIDAR)，并且具体涉及提供跨两个维度同时测量范围和速度的多波长LIDAR。
背景技术
快速扫描反射镜是在大多数传统激光雷达系统中的用于照射场景的主要组件。如图1A所示，一个反射镜通常沿着X方向(方位角)快速扫描而另一个反射镜沿着Y方向(仰角)慢速扫描。在目标反射时，发射光的同一通道会检测到该光，通常是单模光纤。所收集的光具有所测量的延迟或者所改变的频特征(frequency signature)(其用于提取范围信息和潜在速度信息)。当逐点检测到的范围信息与来自扫描反射镜的角度位置反馈组合时，可以建立3D点云。
为了实现更高的帧速率，增加反射镜的角速度，尤其是扫描器在更快扫描方向上的角速度。当使用具有高速的角速度的反射镜和基于单模光纤的检测时，来自远的物体的目标信号会严重劣化。信号劣化主要由于从(脉冲的或扫频的)激光信号的启动时间到来自远的散射目标的同一信号的收集时间的扫描反射镜的角度位置差异。如图1B所示，轻微的角度改变会引起目标信号在光纤尖端处的走离(walk-off)，从而降低耦合效率，这本身显现为较弱的信号检测。这种劣化随着光纤直径减小(例如具有～10μm的直径的单模光纤)或者随着反射镜的角速度增加而变得更加严重。
发明内容
本公开的示例实施方式用于具有相干检测的LIDAR系统的改善的扫描器。本公开的示例实施方式是基于使用频率调制(FM)和相干检测来克服传统LIDAR系统的缺点和现有FMLIDAR系统的限制的一种LIDAR。从历史上看，FMLIDAR系统在光束的返回路径中遭受了显著损失；因此，通常非常庞大的这种系统需要更高光束输出功率来测量与飞行时间(TOF)LIDAR系统相当的距离。此外，该范围受限于眼睛安全的输出功率的工作距离。
本公开的示例实施方式被配置成使用相干检测来同时测量范围和速度并且具有抵抗来自其它LIDAR系统的串扰的附加益处。可以利用非相干系统来使用其它实施方式以改善范围、帧速率或检测。示例实施方式将光束的返回路径中的光学损失最小化，从而增加系统的测量范围。另外，通过使用非简并(nondegenerate)激光源，示例实施方式可以利用在集成硅光子学中通常使用的成熟的波分复用(WDM)技术，由于其在变化的环境条件中的紧凑性和相对稳定性因而是期望的平台。
如上所述，在目标信号返回时光纤尖端处的偏心是耦合效率的劣化的主要来源。本公开的示例实施方式通过将光学检测从主源光纤分离来减轻在光纤尖端处的偏心返回光的阻碍作用。离开系统的光是在由反射表面(可能地，QWP上的涂层)或目标环境反射之前由四分之一波片(QWP)偏振的非偏振光。由反射表面反射的部分用作本地振荡器以干涉从环境返回的光。随着本地振荡器信号和目标信号都沿着返回路径返回，它们会彼此干涉并且穿过偏振选择组件。该偏振选择组件可以生成针对组合信号的偏转角度并且对来自光源的路径的光进行偏转。然后透镜可以朝向光学检测器引导发散的返回路径。因为在光学检测器之前已经对光束进行干涉并且检测路径与源路径解耦，所以光学检测器可以是较大的芯光纤或者波导、基于硅的光学检测器或者可以感测组合信号的其它类型的光学检测器。
因此本公开包括但不限于以下示例实施方式。
一些示例实施方式提供一种LIDAR设备，包括：光源，其被配置成在第一方向上发射激光束；偏振波片，其被配置成对在所述第一方向上朝向目标环境前进的所述激光束进行偏振；反射光学组件，其用于沿着返回路径朝向所述光源并通过所述偏振波片而返回所述激光束的一部分作为本地振荡器信号；偏振选择组件，其用于基于光学偏振来分离所述返回路径中的光，其中，所述偏振选择组件将偏振光沿着所述返回路径折射至发散路径，其中，所述偏振选择组件还被配置成使得能够实现所述本地振荡器信号与目标信号之间的干涉以生成组合信号；光学检测器，其被配置成从第二方向接收所述组合信号；以及透镜光学器件，其被配置成沿着所述光学检测器的焦平面对所折射的偏振光进行准直。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括第二光源和第二光学检测器，所述第二光源和所述第二光学检测器与所述光源和所述光学检测器基本上共面。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源和所述第二光源提供不同波长的照射。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源和所述光学检测器以在所述偏振选择组件的位移角度的方向上具有垂直位移的方式布置。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述反射光学组件包括所述偏振波片上的反射涂层。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源包括单模光纤，并且所述光学检测器包括多模光纤。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括第二光源，其中所述光源和所述第二光源均提供多波长激光束。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述偏振选择组件包括Rochon棱镜、Wollaston棱镜或Senarmont棱镜中的一个或多个。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光学检测器是基于硅的检测器、多模光纤和大面积检测器中的一个。
一些示例实施方式提供光检测和测距(LIDAR)设备，包括：光源，其被配置成在第一方向上发射激光束；QWP，其被配置成对在所述第一方向上前进的所述激光束和通过透镜光学器件返回的目标信号的偏振状态进行变换，使得这些偏振正交；反射光学组件，其用于沿着返回路径朝向所述光源并通过所述偏振波片而返回所述激光束的一部分作为本地振荡器信号；偏振选择组件，其用于基于光学偏振来分离所述返回路径中的光，其中，所述偏振选择组件将偏振光沿着所述返回路径折射至发散路径，其中，所述偏振选择组件还被配置成使得能够实现所述本地振荡器信号与目标信号之间的干涉以生成组合信号；光学检测器，其被配置成从第二方向接收所述组合信号；以及透镜光学器件，其被配置成沿着所述光学检测器的焦平面对所折射的偏振光进行准直。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括第二光源和第二光学检测器，所述第二光源和所述第二光学检测器与所述光源和所述光学检测器基本上共面。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源和所述第二光源被配制成提供不同波长的照射。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源和所述光学检测器以在所述偏振选择组件的位移角度的方向具有垂直位移的方式布置。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光源包括单模光纤，并且所述光学检测器包括多模光纤。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述偏振选择组件包括Rochon棱镜、Wollaston棱镜和Senarmont棱镜中的一个或多个。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述光学检测器是基于硅的检测器、多模光纤和大面积检测器中的一个。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括透镜，其被配置成对通过偏振分束器的激光束进行准直。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，所述偏振波板还被配置成对从所述目标或所述反射光学组件返回的所述本地振荡器信号和所述目标信号的偏振状态进行变换。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括第二快速扫描反射镜，其中，第一快速扫描反射镜被配置成在第一轴上扫描，并且所述第二快速扫描反射镜被配置成在第二轴上扫描。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括控制系统，所述控制系统包括处理装置，所述处理装置被配置成：控制有源光学电路的光学驱动器；控制所述快速扫描反射镜的移动操作；以及处理从所述光学检测器接收到的信号以生成三维空间的点云。
在一些示例实施方式中，一种操作LIDAR系统的方法包括：使用光源沿着照射路径生成激光束；利用四分之一波片对所述激光束的偏振进行变换以具有圆偏振；使用反射光学组件在收集路径中反射沿着所述照射路径返回的所述激光束的一部分以生成本地振荡器信号；使用反射光学组件在收集路径中反射沿着所述照射路径返回的所述激光束的一部分以生成本地振荡器信号；接收基于从环境中的物体的反射的、沿着所述照射路径来自所述环境的目标信号；以及使用偏振选择组件朝向光学检测器折射所述本地振荡器信号和所述目标信号。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括利用所述四分之一波片对反射后的所述本地振荡器信号和所述目标信号进行偏振以具有与所生成的激光束的第二线性偏振正交的第一线性偏振。
在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的LIDAR系统的一些示例实施方式中，还包括利用透镜光学器件在与所述照射路径平行的收集路径上对所述本地振荡器信号和所述目标信号进行准直以改善所述光学检测器处的收集。
本公开的这些和其它特征、方面和优点通过阅读以下详细描述连同下面简要描述的附图而变得明显。本公开包括在该公开中阐述的两个、三个、四个或者更多个特征或元素的任何组合，而不管这些特征或元素在本文描述的特定示例实施方式中是明确组合还是以其它方式陈述。本公开旨在被整体解读，使得本公开的任何可分离特征或元素在本公开的任何方面和示例实施方式中应当被视为可组合的，除非本公开的上下文另外明确指出。
因此，将理解，提供该发明内容部分的目的仅在于概述一些示例实施方式以提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，将理解，上述示例实施方式仅仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。其它示例实施方式、方面和优点将通过结合以示例方式示出一些所述的示例实施方式的原理的附图进行的以下详细描述而变得明显。
附图说明
如此总体上描述了本公开的示例实施方式，现在将参考不一定按比例绘制的附图，并且其中：
图1A和图1B示出典型光检测和测距(LIDAR)系统的光学扫描系统，其用于指引激光束以扫描场景，并且示出在光纤尖端处返回激光束的偏心。
图2示出根据本公开的示例实施方式的LIDAR系统。
图3示出根据一些示例实施方式的LIDAR的光学电路和光学扫描系统的方面。
图4示出根据一些示例实施方式的LIDAR的光学电路和光学扫描系统的方面。
图5示出根据一些示例实施方式的操作LIDAR系统的方法的示例流程图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更充分描述本公开的一些实施方式，其中示出了本公开的一些实施方式而非所有实施方式。实际上，本公开的各种实施方式可以以许多不同形式来实现并且不应当被构造为限制于本文给出的实施方式；相反，提供这些示例实施方式使得该公开将是彻底和完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本公开的范围。例如，在本文中参考定量测度、值、关系等(例如，平面、共面、垂直)。除非另外陈述，否则所有这些中的任何一个或多个(如果不是全部的话)可以绝对或近似考虑可能发生的可接受的变化(例如由于工程公差等引起的变化)。相同的参考符号在全文中指代相同的元素。
图2示出根据本公开的示例实施方式的LIDAR系统100。LIDAR系统100包括多个组件中的每一个中的一个或多个，但是可以包括比图2中示出的更少或附加的组件。如所示，LIDAR系统100包括光学电路101。光学电路101可以包括有源光学电路和无源光学电路的组合。有源光学电路可以生成、放大和检测光学信号等。在一些示例中，有源光学电路包括不同波长的激光器、一个或多个光学放大器、一个或多个光学检测器等。
无源光学电路可以包括一个或多个光纤以承载光学信号，并且将光学信号路由和操纵到有源光学电路的适当输入/输出端口。无源光学电路还可以包括一个或多个光学组件，诸如抽头、波分复用器、分离器/组合器、偏振分束器、准直器、双折射偏振选择组件、马赫-曾德尔(Mach-Zehender)干涉仪、调制器、光衰减器、循环器等。在一些实施例中，如下面进一步讨论的，无源光学电路可以包括用于对光的偏振进行变换并且使用偏振选择组件将接收到的偏振光引导到光学检测器的组件。
光学扫描器102包括一个或多个扫描反射镜，扫描反射镜能够被检流计(galvanometer)沿着相应的正交轴旋转以指引光学信号根据扫描模式扫描环境。光学扫描器102还将入射到环境中的任何物体上的光收集到返回激光束中，该返回激光束返回到光学电路101的无源光学电路组件。例如，返回激光束可以由偏振选择组件引导到光学检测器。除了反射镜和检流计之外，光学扫描系统还可以包括诸如偏振波片、透镜、抗反射涂层窗、反射涂层透镜、微透镜阵列等的组件。
为了控制和支持光学电路101和光学扫描器102，LIDAR系统100包括LIDAR控制系统110。LIDAR控制系统110可以用作用于LIDAR系统100的处理装置。在一些实施例中，LIDAR控制系统110可以包括诸如数字信号处理器等的信号处理112。LIDAR控制系统110被配置成输出数字控制信号以控制光学驱动器103。在一些实施例中，数字控制信号可以被信号转换单元106被转换成模拟信号。例如，信号转换单元106可以包括数模转换器。然后光学驱动器103可以将驱动信号提供到光学电路101的有源组件以驱动诸如激光器等的光源和放大器。在一些实施例中，可以提供多个光学驱动器103和信号转换单元106以驱动多个光源。
LIDAR控制系统112还被配置成输出用于光学扫描器102的数字控制信号。运动控制系统105可以基于从LIDAR控制系统110接收到的控制信号来控制光学扫描器102的检流计。例如，数模转换器可以将来自LIDAR控制系统110的路由信息转换为光学扫描器102中的检流计可解释的信号。在一些实施例中，运动控制系统105还可以将关于光学扫描器102的组件的位置或操作的信息返回到LIDAR控制系统110。例如，模数转换器继而可以将关于检流计的位置的信息转换成由LIDAR控制系统110可解释的信号。
LIDAR控制系统110还被配置为分析所传入的数字信号。就这一点而言，LIDAR系统100包括光学接收器104以测量由光学电路101接收到的一个或多个光束。例如，参考光束接收器可以测量来自有源光学电路的参考光束的振幅，并且模数转换器将来自参考接收器的信号转换为由LIDAR控制系统110可解释的信号。目标接收器测量光学信号，该光学信号以拍频、经调制的光学信号的形式承载关于目标的范围和速度的信息。所反射的光束可以与来自本地振荡器的第二信号混合。光学接收器104可以包括高速模数转换器以将来自目标接收器的信号转换为由LIDAR控制系统110可解释的信号。
在一些应用中，LIDAR系统100可以附加地包括被配置成拍摄环境的图像的一个或多个摄像装置108、被配置成提供系统的地理位置的全球定位系统109、或者其他传感器输入。LIDAR系统100还可以包括图像处理系统114。该图像处理系统114可以被配置为接收图像和地理位置，并且将图像和位置或与其有关的信息发送到LIDAR控制系统110或与LIDAR系统100连接的其他系统。
在根据一些示例的操作中，LIDAR系统100被配置成使用非简并激光源跨两个维度地同时测量范围和速度。这种能力允许对周围环境的范围、速度、方位角和仰角的实时、长范围测量。在一些示例实施方式中，系统将多个经调制的激光束指向相同目标。
在一些示例中，扫描处理开始于光学驱动器103和LIDAR控制系统110。LIDAR控制系统110指示光学驱动器103独立地调制一个或多个激光器，并且这些经调制的信号传播通过无源光学电路到准直器。准直器在光学扫描系统处引导光，该光学扫描系统通过运动控制子系统所定义的预编程模式对环境进行扫描。光学电路还包括偏振波片，以在光离开光学电路101时对光的偏振进行变换。例如，四分之一波片或者半波片可以用于变换光的偏振。圆偏振光的一部分也可以被反射回到光学电路101。例如，透镜或者准直系统可以具有自然反射属性或者用于将一部分光反射在光学电路101的返回路径上的反射涂层。例如，偏振波片可以被涂覆以返回至少一部分源光。
从环境反射回来的光信号通过光学电路101到接收器。因为光是正交偏振的，所以它可以与其他正交偏振光的作为本地振荡器信号被反射回到光学电路101的部分一起被偏振选择组件折射。因此，不是返回到与光源相同的光纤或波导，而是将折射光在发散路径(divergent path)上被引导到单独的光学接收器。这些信号可以在偏振选择组件内发生干涉，以生成组合信号。从目标返回的各个光束信号产生时移波形。两个波形之间的时间相位差生成在光学接收器(光电检测器)上测量出的拍频。然后组合信号可以被引导到光学接收器104。例如，透镜可以将发散光束在并行路径中引导到与激光源相邻的光学检测器。下面进一步描述用于使光束偏振并且将光束引导到光学接收器104的光学电路101的配置。
使用ADC将来自光学接收器104的模拟信号被转换为数字信号。然后数字信号被发送到LIDAR控制系统110。然后信号处理单元112可以接收数字信号并且对其进行解释。在一些实施例中，信号处理单元112还接收来自运动控制系统105和检流计的位置数据以及来自图像处理系统114的图像数据。然后信号处理单元112可以在光学扫描器102扫描附加点时生成具有关于环境中的点的范围和速度的信息的3D点云。信号处理单元112还可以将3D点云数据与图像数据叠加以确定周围区域中的物体的速度和距离。系统还处理基于卫星的导航位置数据以提供精确的全球位置。
传统LIDAR系统提供大量的光到场景中或者利用光栅模式扫描场景。当使用光栅模式时，激光被脉冲并且在返回时被分析以提供距离、速度和其他数据。所收集的数据点可以被组合成点云以生成场景。针对该场景所生成的帧速率至少部分是激光扫描速度的函数。例如，激光能够扫描得越快，在一定时间段内能够生成的点越多。通常，场景可以用两个反射镜生成，一个反射镜在第一轴上扫描而另一个反射镜在第二轴上扫描。然而，这些系统在以增加的旋转速度对扫描反射镜进行旋转时可能遭受目标信号的劣化。激光脉冲到达目标并且返回到扫描系统耗费时间，反射镜由于其旋转速度而已经移动，并且快速扫描反射镜的这种轻微的角度偏差会引起目标信号在光纤尖端处的走离。这对于较小的光纤尖端可能是较大问题。例如，单模光纤尖端可能约为10μm。因此，非常小的走离可以对这种系统具有很大影响。
本公开的示例实施方式使用照射和收集光束路径的偏振编码以改善收集效率。这允许系统使用较大光纤(诸如多模光纤)作为接收器。例如，多模收集光纤可以为约60μm而不是用于单模光纤的10μm。此外，可以使用其它类型的光学检测器。因此，系统可以将来自目标的脉冲激光与反射本地光在偏振选择组件内进行组合。本地返回光和目标返回光各自可以在被光源生成之后被正交偏振。在返回时，正交偏振光可以被折射到单独的返回路径并且引导到单独的光学检测器。因为来自本地振荡器信号和目标信号的偏振光已经在偏振分束器等内或者在到达光学检测器之前发生干涉，所以光学检测器可以是比用作光源的单模光纤更大的检测器。例如，光学检测器可以为基于硅的检测器、多模光纤、大面积检测器等。
因此，通过对照射路径和收集路径进行偏振编码并且使用偏振区分光学器件(polarization discriminating optic)将后者路径分离，可以将检测到的光子耦合到多模光纤中，从而改善系统的收集效率，并且因此改善信噪比(SNR)。此外，当任何扫描器一起使用时，这种设计也改善了对来自较远的物体的光子的收集。当用于“长距离”的往返行进时间慢于扫描器的跨收集孔的移动时，这些光子一般将会丢失。
图3示出扫描系统的光学电路200的方面。例如，根据是一些示例实施方式，图3的光学电路200可以为如上面参照LIDAR系统100的图2所示的LIDAR系统100的光学电路101的一部分。图3中的光学电路200被示出为光束传输系统的侧视图。光学组件使用照射和收集光束路径的偏振编码yi改善收集效率。
光学电路200使用偏振选择组件208来分离照射光束路径206和收集光束路径210。照射光束路径以用于将激光束提供到无源光学系统的单模光纤202为中心。照射光束路径通过透镜212以对光进行准直。例如，单模光纤202可以提供由透镜212准直的线性偏振发散光。然后照射路径206通过偏振选择组件208，并且由偏振波片214变换偏振状态。例如，偏振波片可以是四分之一波片或者半波片。四分之一波片可以将偏振变换成圆偏振状态。跟随偏振波板214的反射光学器件216沿着照射路径返回光束的一部分。在一些实施例中，反射光学器件216可以是部分反射光学器件、偏振波片214上的涂层或者其他反射光学器件。
光束的剩余部分被发送到环境并且脉冲的一部分可以从一个或多个物体反射回来。例如，可以以光栅模式由如参照图2所讨论的一个或多个快速扫描反射镜将光发送到环境。从反射光学器件216和目标环境返回的光被偏振波片214线性偏振。所返回的光束的线性偏振与由单模光纤202提供的照射光束所提供的偏振正交。因此，当反射光和来自目标环境的光通过偏振选择组件时，它们会基于偏振选择组件208的双折射在与照射路径偏离的偏移路径上被折射。然后组合光束可以用准直透镜212朝向多模光纤204聚焦。在一些实施例中，除了多模光纤之外的其它检测器可以用于检测所返回的光。例如，光学检测器可以是基于硅的检测器、多模光纤、大面积检测器等。本地振荡器信号和来自目标的信号已经发生干涉以生成组合信号。因此，不需要在单模光纤内使两者发生干涉。然后可以将组合信号用于解释目标点处的距离、速度或者关于环境的其它因素。
在一些实施例中，照射路径206、透镜212的后焦平面以及偏振选择组件208的对焦平面的三者交叉处限定组件的布置以确保返回路径210与照射路径206平行。这改善了返回光到多模光纤204的耦合。反射光学器件216沿光轴的纵向布置限定相干门(coherencegate)，因此用于光学路径长度的零范围与测量不匹配。例如，反射光学器件208的布置可以用于限定可以进行测量的最大距离。偏振选择组件208将光束从收集路径折射到轴外路径，该轴外路径与系统光轴成角度
棱镜的双折射属性所确定的该角度产生所收集的光在透镜L的焦平面上的垂直位移d。较大的芯的多模波导的与照射波导平行的布置允许改善收集效率和相应的信噪比。
在一些实施例中，偏振选择组件208是Rochon棱镜，其对照射和收集光学路径的偏振进行编码。然而，偏振选择组件208可以包括其它类型的偏振选择元件。例如，这种偏振选择组件208可以包括Wollaston或者Senarmont棱镜。
反射光学器件216被示出为在偏振波片214之后的局部单个表面反射器，该偏振波片214对照射光束的一部分进行采样，使它沿着与从目标返回的光的共同路径返回。照射光束的这种局部采样经历了与照射目标空间的光相同的偏振旋转，由此与用于范围和速度测量的来自更远物体的光发生干涉。因此，局部(部分)反射器216通过避免构造专用本地振荡器波导光子电路来最小化整个系统的复杂性。反射光学器件216可以是独立的光学器件、在偏振波片214的目标侧表面上的涂层或者在偏振波片214之后的光学器件的受控反射。
图4示出光束传输系统的光学电路300的方面。例如，根据一些示例实施方式，图4的光学电路300可以是如参照上面图2所示的LIDAR系统100的光学电路101的一部分。图4中的光学电路300被示出为光束传输系统的顶视图。光学组件使用照射和收集光束路径的偏振编码来改善收集效率。在一些实施例中，图4的光学电路300可以与图3的光学电路200相同或者类似。例如，图3的侧视图示出光源和检测器的单个集合。然而，在一些实施例中，可以存在由于视角而不能看见的附加集合。此外，图4的顶视图示出多个光源，并且由于视角，没有示出检测器。
光学电路300使用偏振选择组件308来分离照射光束路径306和收集光束路径。虽然未示出，但是收集光束路径可以位于照射光束路径306的下方。照射光束路径以用于将激光束提供给无源光学系统的单模光纤302为中心。照射光束路径通过透镜312以对光进行准直。例如，单模光纤302可以提供由透镜312准直的线性偏振发散光。然后照射路径306通过偏振选择组件308，并且四分之一波片314将光的偏振状态变换到圆偏振。跟随四分之一波片314的反射光学器件316沿着照射路径306返回光束的一部分。虽然描述为四分之一波片，但是在一些实施例中四分之一波片314可以替代地是其他类型的偏振波片。例如，四分之一波片可以替代为半波片。
光学电路300的组件的操作可以与参照图3的光学电路200所述的那些类似。例如，光束的非反射部分被发送到环境并且脉冲的一部分可以从一个或多个物体反射回来。从反射光学器件316和目标环境返回的光被四分之一波片314线性偏振。因此，当反射光和来自目标环境的光通过偏振选择组件时，它们基于偏振选择组件308的双折射在与照射路径306偏离的偏移路径上被折射。然后可以用准直透镜212将组合光束朝向多模光纤204聚焦。
光学电路300的操作包括多个单模光纤302。通过使用多个单模光纤302，该系统通过在输出处添加用于角度地操纵目标光束的横向扫描组件而变为3D光学传感器。因此，可以同时使用多个光束以扫描环境。在一些实施例中，这些单模光纤302可以以不同波长操作。然而，可能需要基于偏振选择组件308的双折射特性针对单模光纤302修改多模光纤或者其它检测器的布置。
虽然示出有三个单模光纤，但是光纤阵列可以包括容纳在光学电路300的物理尺寸内的任何数量。此外，如光学电路300中所示，透镜312对照射光束的准直减小了偏振选择装置308的必要大小。偏振选择装置308、四分之一波导314、反射光学器件316和透镜312各自可以如图3中所示的各个实施例中所述。
图5示出根据本公开的一些方面的用于操作LIDAR系统的方法500的示例流程图。在一些实施例中，流程图500可以由参照上面的图2至图4所述的系统和设备的一个或多个组件执行。从框510开始，光源沿着照射路径生成激光束。光源本身可以生成激光束，或者可以是单模光纤或用于将光源提供给光学电路的无源光学组件的其它波导。
在框520中，使用四分之一波片以对激光束的偏振进行变换。该偏振可以生成用于激光束的圆偏振。在一些实施例中，可以不使用四分之一波片，而是使用半波片或者其它类型的偏振波片以变换光。在偏振之后，在框530中，反射光学器件可以作为本地振荡器将激光束的一部分沿着照射路径反射回来。然后，四分之一波片将本地振荡器变换回与激光束源正交的线性偏振光。在一些实施例中，反射光学器件可以是与其它组件分离的组件。然而，反射光学器件也可以是四分之一波片上的反射涂层或者在偏振之后的其他光学器件。
在框540中，在从物体反射之后从环境接收回目标信号。目标信号被与激光源的偏振正交的四分之一波片变换回到线性偏振光。目标信号相对于本地振荡器具有延迟。该延迟允许这两者发生干涉并且产生包括拍频信号的组合信号。
组合信号被反射通过基于偏振而分离光束的偏振选择组件。因为偏振与激光源正交，所以它沿着不同路径折射以进行收集。然后收集路径可以由光学检测器准直成与光源平行的路径以改善收集效率。基于由光学检测器接收到的信息和一个或多个扫描反射镜的位置，LIDAR系统可以在三维点云中在很大程度上分析这些信号。可以通过改变反射镜的位置和进行附加测量来生成附加点。
受益于前述说明和相关附图中呈现的教导，本公开所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本公开的许多修改和其他实施方式。因此，应当理解，本公开不限于所公开的具体实施方式，并且修改和其他实施方式旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前述说明和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的背景下描述了示例实施方式，但是应当理解，在不背离所附权利要求的范围的情况下，可以由替代性实施方式提供元件和/或功能的不同组合。就这一点而言，例如，如所附权利要求中的一些权利要求所阐述的，与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能的组合也被考虑。尽管本文采用了特定术语，但是它们仅用于一般性和描述性意义，而不是出于限制的目的。
Claims (20)
1.一种光检测和测距设备，即，LIDAR设备，包括：
光源，其被配置成在第一方向上发射激光束；
偏振波片，其被配置成对在所述第一方向上朝向目标环境前进的所述激光束的偏振状态进行变换；
反射光学组件，其用于沿着返回路径朝向所述光源并通过所述偏振波片而返回所述激光束的一部分作为本地振荡器信号；
偏振选择组件，其用于基于光学偏振来分离所述返回路径中的光，其中，所述偏振选择组件将正交偏振光沿着所述返回路径折射至发散路径，其中，所述偏振选择组件还被配置成使得能够实现所述本地振荡器信号与目标信号之间的干涉以生成组合信号；
光学检测器，其被配置成从第二方向接收所述组合信号；以及
透镜光学器件，其被配置成沿着所述光学检测器所位于的焦平面聚焦所折射的光。
2.根据权利要求1所述的LIDAR设备，还包括第二光源和第二光学检测器，所述第二光源和所述第二光学检测器与所述光源和所述光学检测器基本上共面。
3.根据权利要求2所述的LIDAR设备，其中，所述光源和所述第二光源提供不同波长的照射。
4.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，所述光源和所述光学检测器以在所述偏振选择组件的位移角度的方向上具有垂直位移的方式布置。
5.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，所述反射光学组件包括所述偏振波片上的反射涂层。
6.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，所述光源包括单模光纤，以及所述光学检测器包括多模光纤。
7.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，所述偏振选择组件包括Rochon棱镜、Wollaston棱镜或Senarmont棱镜中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，所述光学检测器是基于硅的检测器、多模光纤和大面积检测器中的一个。
9.根据权利要求1所述的LIDAR设备，还包括第二光源、第二光学检测器、第三光源和第三光源检测器。
10.一种光检测和测距系统，即，LIDAR系统，包括：
快速扫描反射镜，其用于以光栅模式引导激光束来扫描环境，以及
光学电路，其用于生成和接收所述激光束，所述光学电路包括：
光源，其被配置成在第一方向发射激光束；
偏振波片，其被配置成对在所述第一方向上朝向目标环境前进的所述激光束的偏振状态进行变换；
反射光学组件，其用于沿着返回路径朝向所述光源并通过所述偏振波片而返回所述激光束的一部分作为本地振荡器信号；
偏振选择组件，其用于基于光学偏振来分离所述返回路径中的光，其中，所述偏振选择组件将正交偏振光沿着所述返回路径折射至发散路径，其中，所述偏振选择组件还被配置成使得能够实现所述本地振荡器信号与目标信号之间的干涉以生成组合信号；
光学检测器，其被配置成从第二方向接收所述组合信号；以及
透镜光学器件，其被配置成沿着所述光学检测器所位于的焦平面聚焦所折射的光。
11.根据权利要求10所述的LIDAR系统，还包括第二光源和第二光学检测器，所述第二光源和所述第二光学检测器与所述光源和所述光学检测器基本上共面。
12.根据权利要求10所述的LIDAR系统，其中，所述光源和所述光学检测器以在所述偏振选择组件的位移角度的方向具有垂直位移的方式布置。
13.根据权利要求10所述的LIDAR系统，其中，所述光源包括单模光纤，以及所述光学检测器包括多模光纤。
14.根据权利要求10所述的LIDAR系统，其中，所述偏振选择组件包括Rochon棱镜、Wollaston棱镜和Senarmont棱镜中的一个或多个。
15.根据权利要求10所述的LIDAR系统，其中，四分之一波片还用于对从所述目标或所述反射光学组件返回的所述本地振荡器信号和所述目标信号的偏振状态进行变换。
16.根据权利要求10所述的LIDAR系统，还包括第二快速扫描反射镜，其中，第一快速扫描反射镜用于在第一轴上扫描，以及所述第二快速扫描反射镜用于在第二轴上扫描。
17.根据权利要求10所述的LIDAR系统，还包括控制系统，所述控制系统包括处理装置，所述处理装置被配置成：
控制有源光学电路的光学驱动器；
控制所述快速扫描反射镜的移动操作；以及
处理从所述光学检测器接收到的信号以生成三维空间的点云。
18.一种操作光检测和测距系统即LIDAR系统的方法，包括：
使用光源沿着照射路径生成激光束；
利用四分之一波片对所述激光束进行偏振以具有圆偏振；
使用反射光学组件在收集路径中反射沿着所述照射路径返回的所述激光束的一部分以生成本地振荡器信号；
接收基于从环境中的物体的反射的、沿着所述照射路径来自所述环境的目标信号；以及
使用偏振选择组件朝向光学检测器折射所述本地振荡器信号和所述目标信号。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括利用所述四分之一波片对反射后的所述本地振荡器信号和所述目标信号进行偏振以具有与所生成的激光束的第二线性偏振正交的第一线性偏振。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括利用透镜光学器件在与所述照射路径平行的收集路径上对所述本地振荡器信号和所述目标信号进行准直以改善所述光学检测器处的收集。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114660572A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-06-24 | 希烽光电科技(南京)有限公司 | 一种激光雷达 |
| CN114895281A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-12 | 上海枢光科技有限公司 | 一种本征信号与目标返回信号生成目标信息的方法及装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11454724B2 (en) * | 2020-06-12 | 2022-09-27 | Ours Technology, Llc | Lidar beam walk-off correction |
| US11105904B1 (en) * | 2020-10-30 | 2021-08-31 | Aeva, Inc. | Techniques for mitigating lag-angle effects for LIDARs scans |
| US10948598B1 (en) | 2020-11-25 | 2021-03-16 | Aeva, Inc. | Coherent LiDAR system utilizing polarization-diverse architecture |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2255170A1 (en) * | 1997-12-03 | 1999-06-03 | Peter M. Livingston | Adaptive focal plane for high contrast imaging |
| US20020181824A1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Shangyuan Huang | Compact polarization beam combiner/splitter |
| WO2009046717A2 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Coherent lidar system based on a semiconductor laser and amplifier |
| DE102012101811B3 (de) * | 2012-03-05 | 2012-11-22 | Sick Ag | Lichtquelle für einen Sensor und entfernungsmessender optoelektronischer Sensor |
| WO2014081043A2 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | Nikon Corporation | Scan mirrors for laser radar |
| CN103941249A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-23 | 南京信息工程大学 | 多方位扫描激光雷达光学系统及探测方法 |
| US20170307736A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | OPSYS Tech Ltd. | Multi-Wavelength LIDAR System |
| US20180081044A1 (en) * | 2016-09-19 | 2018-03-22 | U.S.A. as represented by the Administrator of the Natioanl Aeronautics and Space Administration | Lidar System Noise Reduction Combining Circular Polarization Laser Output with Photon Sieve Optics in the Receiver |
| CN107843888A (zh) * | 2016-09-19 | 2018-03-27 | 德尔福技术有限公司 | 用于自动化车辆的相干激光雷达系统 |
| US10061019B1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-08-28 | Luminar Technologies, Inc. | Diffractive optical element in a lidar system to correct for backscan |
| US20180284285A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Luminar Technologies, Inc. | Synchronized multiple sensor head system for a vehicle |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110207A (en) * | 1989-07-31 | 1992-05-05 | Raytheon Company | Optical system including interferometer for enhancing the performance of a photoconductive non-shot noise limited detector |
| JPH09166414A (ja) | 1995-12-14 | 1997-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光計測装置 |
| CA2354361A1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-02-01 | Jds Uniphase Inc. | Virtual waveplate and optical channel interleaver formed therewith |
| DE10124433A1 (de) * | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur optischen Distanzmessung |
| US7973834B2 (en) * | 2007-09-24 | 2011-07-05 | Jianwen Yang | Electro-optical foveated imaging and tracking system |
| EP2329218B1 (en) | 2008-09-11 | 2018-10-24 | Nikon Metrology NV | Compact fiber-optic geometry for a counter chirp fmcw coherent laser radar |
| CN101825711A (zh) | 2009-12-24 | 2010-09-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种2μm全光纤相干激光多普勒测风雷达系统 |
| US8212995B2 (en) | 2010-03-16 | 2012-07-03 | Raytheon Company | Laser imaging system with uniform line illumination and method for generating images |
| US9823351B2 (en) * | 2012-12-18 | 2017-11-21 | Uber Technologies, Inc. | Multi-clad fiber based optical apparatus and methods for light detection and ranging sensors |
| WO2015152717A1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Apparatus and method for reading out an optical chip |
| JP2018520346A (ja) * | 2015-06-26 | 2018-07-26 | メズメリズ インク． | ビート信号帯域幅圧縮方法、装置および適用 |
| US10175344B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-01-08 | The Boeing Company | Light detection and ranging (LIDAR) scanning systems and methods |
| CA3046812A1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Baraja Pty Ltd | Estimation of spatial profile of environment |
-
2018
- 2018-09-06 US US16/123,939 patent/US11733361B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-30 CN CN201980072550.5A patent/CN113167865B/zh active Active
- 2019-08-30 JP JP2021537444A patent/JP7372331B2/ja active Active
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- 2019-08-30 EP EP19769313.8A patent/EP3847472A1/en active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2255170A1 (en) * | 1997-12-03 | 1999-06-03 | Peter M. Livingston | Adaptive focal plane for high contrast imaging |
| US20020181824A1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Shangyuan Huang | Compact polarization beam combiner/splitter |
| WO2009046717A2 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Coherent lidar system based on a semiconductor laser and amplifier |
| US20100277714A1 (en) * | 2007-10-09 | 2010-11-04 | Danmarks Tekniske Universitet | Coherent lidar system based on a semiconductor laser and amplifier |
| DE102012101811B3 (de) * | 2012-03-05 | 2012-11-22 | Sick Ag | Lichtquelle für einen Sensor und entfernungsmessender optoelektronischer Sensor |
| WO2014081043A2 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-30 | Nikon Corporation | Scan mirrors for laser radar |
| CN103941249A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-23 | 南京信息工程大学 | 多方位扫描激光雷达光学系统及探测方法 |
| US20170307736A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | OPSYS Tech Ltd. | Multi-Wavelength LIDAR System |
| US20180081044A1 (en) * | 2016-09-19 | 2018-03-22 | U.S.A. as represented by the Administrator of the Natioanl Aeronautics and Space Administration | Lidar System Noise Reduction Combining Circular Polarization Laser Output with Photon Sieve Optics in the Receiver |
| CN107843888A (zh) * | 2016-09-19 | 2018-03-27 | 德尔福技术有限公司 | 用于自动化车辆的相干激光雷达系统 |
| US10061019B1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-08-28 | Luminar Technologies, Inc. | Diffractive optical element in a lidar system to correct for backscan |
| US20180284285A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Luminar Technologies, Inc. | Synchronized multiple sensor head system for a vehicle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114660572A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-06-24 | 希烽光电科技(南京)有限公司 | 一种激光雷达 |
| CN114895281A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-12 | 上海枢光科技有限公司 | 一种本征信号与目标返回信号生成目标信息的方法及装置 |
| CN114895281B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-09-29 | 上海枢光科技有限公司 | 一种本征信号与目标返回信号生成目标信息的方法及装置 |
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