CN115685141A - 激光雷达、自动驾驶系统和可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种激光雷达、自动驾驶系统和可移动设备。激光雷达包括收发模组、环形器以及光束扫描模组，其中，收发模组包括收容壳、光源模块、至少一个光放大模块以及硅光芯片，光源模块和硅光芯片都可以收容于收容壳，环形器设于收容壳之外。因此，本申请实施例不再采用分立式的光源模块和硅光芯片，而是采用将光源模块和硅光芯片封装在收容壳中的方式，可以减少分立器件的使用数量，可以提高激光雷达系统架构的集成度，同时可以减小激光雷达的体积，可以增加激光雷达的可靠性。

Description

激光雷达、自动驾驶系统和可移动设备

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，尤其涉及激光雷达、自动驾驶系统和可移动设备。

背景技术

调频连续波激光雷达具有抗干扰能力强、测距精度高等优势，广泛应用于自动驾驶场景，是自动驾驶场景中的核心传感器之一，可以用于收集外部环境的三维信息。激光雷达的系统架构中使用了大量的光电器件，包括光源器件、光放大器件、硅光芯片、环形器、光束扫描模组等器件，硅光芯片上也集成了大量的器件。光源器件产生的信号可以分为两路，一路光信号可以传输至硅光芯片，在硅光芯片内部进行光源校准处理和探测处理；另一路光信号可以传输至光放大器件进行放大等处理，然后发射至待测目标以进行探测。

发明内容

相关技术中，激光雷达的系统架构中使用了大量的分立的光电器件，包括光源器件、光放大器件、硅光芯片、环形器、光束扫描模组等器件。激光雷达中的光源器件、光放大器件以及硅光芯片这三部分器件通常分别采用不同的封装形式进行封装，使得激光雷达的系统架构的体积依然较大，集成度较低。

本申请实施例提供了一种激光雷达、自动驾驶系统和可移动设备，可以通过将光源模块和硅光芯片封装在收容壳中的方式来减少分立器件的使用数量，可以提高激光雷达的系统集成度，所述技术方案具体如下。

本申请实施例提供了一种激光雷达，包括收发模组、环形器以及光束扫描模组，其中，所述收发模组包括收容壳、光源模块、至少一个光放大模块和硅光芯片。光源模块收容于所述收容壳，硅光芯片亦收容于收容壳。所述光源模块用于产生第一光信号与第二光信号，并将所述第一光信号的至少部分传输给每一所述光放大模块，以及将所述第二光信号传输给所述硅光芯片，所述光放大模块用于接收所述第一光信号的至少部分并放大以输出第三光信号。所述环形器设于所述收容壳之外，并具有第一端口、第二端口与第三端口，所述环形器被配置为使经由所述第一端口接收的光束信号经由所述第二端口输出，以及使经由所述第二端口接收的光束信号经由所述第三端口输出，所述第一端口用于接收所述第三光信号。所述光束扫描模组用于接收由所述第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射所述第三光信号形成的反射光信号，并将所述反射光信号偏转至所述第二端口。所述硅光芯片用于接收所述第二光信号与由所述第三端口输出的所述反射光信号。

在一些实施例中，所述光源模块包括激光器、分光单元与导光单元。其中，激光器用于生成光信号。分光单元用于接收所述光信号，并将所述光信号分束为所述第一光信号与所述第二光信号。导光单元用于接收所述第一光信号，并将所述第一光信号的至少部分信号传输至每一所述光放大模块。

在一些实施例中，所述光放大模块包括半导体光放大器与第一光纤。半导体光放大器收容于所述收容壳，用于接收由所述至少部分信号并进行放大，以输出所述第三光信号。第一光纤至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述第三光信号，并将所述第三光信号输出至所述第一端口。所述环形器为光纤型环形器，所述第一端口与所述第一光纤背离所述半导体光放大器的一端连接。所述收发模组还包括第二光纤，所述第二光纤的一端与所述第三端口连接，以用于接收所述反射光信号，所述第二光纤的另一端伸入所述收容壳，以用于将所述反射光信号输出至所述硅光芯片。

在一些实施例中，所述收发模组包括N个所述光放大模块，N为大于1的整数。所述导光单元包括依次设置的N-1个第一分光元件以及一个第一反射镜，每一个所述第一分光元件对应一个所述光放大模块，所述第一反射镜对应一个所述光放大模块。所述第一分光元件用于接收光路上游的光束，并将所述光束分束为射向所述光放大模块的第一子光束，以及射向位于光路下游且相邻的第一分光元件或第一反射镜的第二子光束，所述第一反射镜用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件所分束的第二子光束，并将所述第二子光束反射至所述光放大模块。所述激光雷达包括N个所述环形器，每个所述环形器对应一个所述光放大模块设置。所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至对应的所述环形器的第二端口。

在一些实施例中，所述光放大模块包括半导体光放大器，所述半导体光放大器收容于所述收容壳，所述半导体光放大器用于接收所述至少部分信号并对进行放大，以输出所述第三光信号。所述环形器为自由空间光环形器，所述激光雷达还包括第二反射镜与第三聚焦透镜。第二反射镜用于接收由所述第三端口出射的所述反射光信号，并将所述反射光信号进行偏转。第三聚焦透镜用于接收由所述第二反射镜偏转后的所述反射光信号，并将偏转后的所述反射光信号耦合进入所述硅光芯片。

在一些实施例中，所述收发模组包括N个所述光放大模块，N为大于1的整数。所述导光单元包括依次设置的N-1个第一分光元件以及一个第一反射镜，每一个第一分光元件对应一个所述光放大模块，所述第一反射镜对应一个所述光放大模块。所述第一分光元件用于接收光路上游的光束，并将所述光束分束为射向所述光放大模块的第一子光束，以及射向位于光路下游且相邻的第一分光元件或第一反射镜的第二子光束，所述第一反射镜用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件所分束的第二子光束，并将所述第二子光束反射至所述光放大模块。所述环形器的第一端口用于接收各所述光放大模块输出的所述第三光信号。所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至所述第二端口。所述激光雷达包括N个所述第二反射镜，每一所述第二反射镜对应一所述光放大模块设置。所述激光雷达包括N个所述第三聚焦透镜，每一所述第三聚焦透镜对应一所述光放大模块设置。

在一些实施例中，所述光放大模块包括第一光纤与光纤放大器。第一光纤至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述至少部分信号。所述光纤放大器的输入端与所述第一光纤背离所述导光单元的一端连接，所述光纤放大器对所述至少部分信号进行放大，以输出所述第三光信号。所述环形器为自由空间光环形器，所述激光雷达还包括第二反射镜与第三聚焦透镜。第二反射镜用于接收由所述第三端口出射的所述反射光信号，并将所述反射光信号进行偏转。第三聚焦透镜，用于接收所述第二反射镜偏转后的所述反射光信号，并将偏转后的所述反射光信号耦合进入硅光芯片。

在一些实施例中，所述光纤放大器具有两个以上输出端，每一个所述输出端均用于输出所述第三光信号。所述激光雷达包括至少两个所述光纤型环形器，每一个所述光纤型环形器的第一端口对应连接所述光纤放大器的一个输出端。所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至对应的所述环形器的第二端口。所述收发模组包括两个以上第二光纤，每一第二光纤连接于一所述环形器的第三端口。

在一些实施例中，所述光放大模块包括第一光纤以及光纤放大器。第一光纤，至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述至少部分信号。光纤放大器，所述光纤放大器的输入端与所述第一光纤背离所述导光单元的一端连接，所述光纤放大器对所述至少部分信号进行放大，以输出所述第三光信号。所述环形器为自由空间光环形器。所述激光雷达还包括第二反射镜以及第三聚焦透镜。第二反射镜，用于接收由所述第三端口出射的所述反射光信号，并将所述反射光信号进行偏转。第三聚焦透镜，用于接收所述第二反射镜偏转后的所述反射光信号，并将偏转后的所述反射光信号耦合进入硅光芯片。

在一些实施例中，所述光纤放大器具有两个以上输出端，每一个所述输出端均用于输出所述第三光信号。所述第一端口用于接收所述光纤放大器的各输出端出射的所述第三光信号，并通过第二端口射出所述第三光信号。所述环形器的第一端口用于接收各所述光放大模块输出的所述第三光信号。所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至所述第二端口。所述激光雷达包括两个以上所述第二反射镜，每一所述第二反射镜对应所述光纤放大器的一所述输出端。所述激光雷达包括两个以上第三聚焦透镜，每一所述第三聚焦透镜对应一所述第二反射镜设置。

所述硅光芯片包括第一模斑转换器、第一分光器、第二分光器、光纤耦合器、第一平衡光电探测器、第三分光器、第二模斑转换器、偏振分束旋转器以及光电探测组件。所述第一模斑转换器的输入端用于接收所述第二光信号。第一分光器，与所述第一模斑转换器的输出端连接，用于接收所述第二光信号，并将所述第二光信号分束为第一本振光信号与第二本振光信号。第二分光器，与所述第一分光器连接，用于接收所述第一本振光信号，并将所述第一本振光信号分为第三本振光信号和第四本振光信号。光纤耦合器，具有第一输入端口与第二输入端口，所述第一输入端口通过光延迟线与所述第二分光器连接，以用于接收所述第三本振光信号，所述第二输入端口通过光传输线与所述第二分光器连接，以用于接收所述第四本振光信号，所述光纤耦合器用于将所述第四本振光信号和延迟后的所述第三本振光信号进行混频。第一平衡光电探测器，与所述光纤耦合器连接。第三分光器，与所述第一分光器连接，用于接收所述第二本振光信号，并将所述第二本振光信号分束为多束第五本振光信号。第二模斑转换器，所述第二模斑转换器的输入端用于接收所述反射光信号。偏振分束旋转器，与所述第二模斑转换器的输出端连接，所述偏振分束旋转器用于接收所述反射光信号，并将所述反射光信号分束为与所述第二光信号的偏振态相同的两个第三子光束。光电探测组件，所述光电探测组件包括两个光混频器与两个第二平衡光电探测器，所述第二模斑转换器、所述偏振分束旋转器与所述光电探测组件一一对应，在同一个光电探测组件中，每一个所述光混频器分别连接所述第三分光器与所述偏振分束旋转器，以用于接收所述第五本振光信号和所述第三子光束，每一个所述第二平衡光电探测器对应连接一个所述光混频器。

在一些实施例中，所述收发模组包括N个光放大模块，N为大于1的整数，所述硅光芯片的两侧均设有所述光放大模块。所述分光单元包括第一子分光件与第二子分光件，所述第一子分光件用于接收所述光信号，并将所述光信号分束为所述第一光信号与分束信号；所述第二子分光件用于接收所述分束信号，并将所述分束信号分束为另一所述第一光信号与第二光信号；所述第一子分光件分束的所述第一光信号用于传输至所述硅光芯片的一侧的所述光放大模块，所述第二子分光件分束的所述第一光信号用于传输至所述硅光芯片的另一侧的所述光放大模块。

本申请还提供一种自动驾驶系统，该自动驾驶系统包括上述的激光雷达。

本申请还提供一种可移动设备，该可移动设备包括上述的激光雷达或自动驾驶系统。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例应用于激光雷达，该激光雷达包括收发模组、环形器以及光束扫描模组，其中，收发模组包括收容壳、光源模块、至少一个光放大模块以及硅光芯片，光源模块和硅光芯片都可以收容于收容壳，环形器设于收容壳之外。因此，本申请实施例不再采用分立式的光源模块和硅光芯片，而是采用将光源模块和硅光芯片封装在收容壳中的方式，可以减少分立器件的使用数量，可以提高激光雷达系统架构的集成度，同时可以减小激光雷达的体积，可以增加激光雷达的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种激光雷达的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图；

图10是本申请其中一实施例提供的自动驾驶系统的示意图；

图11是本申请其中一实施例提供的可移动设备的示意图。

图1-图9中包含以下器件：1、激光雷达；100、收发模组；110、收容壳；120、光源模块；130、光放大模块；140、硅光芯片；121、激光器；122、分光单元；1221、第一子分光件；1222、第二子分光件；123、导光单元；1231、第一分光元件；1232、第一反射镜；124、第一准直透镜；125、第一隔离器；126、第一聚焦透镜；127、第二光纤；128、第三聚焦透镜；131、半导体光放大器；132、第一光纤；133、第二聚焦透镜；134、第二准直透镜；135、第二隔离器；136、光纤放大器；141、第一模斑转换器；142、第一分光器；143、第二分光器、1431、光延迟线；1432、光传输线；1433、光纤耦合器；1434、第一平衡光电探测器；144、第三分光器；145、第二模斑转换器；146、偏振分束旋转器；147、光混频器；148、第二平衡光电探测器；149、光电探测组件；

200、环形器；

300、光束扫描模组；

400、第二反射镜；

500、待测目标。

具体实施方式

为使得本申请实施例的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

相关技术中，激光雷达的系统架构中使用了大量的分立的光电器件，包括光源器件、光放大器件、硅光芯片、环形器、光束扫描模组等器件。通常，采用硅基光电子技术可以将分立的器件集成在一个芯片上，以减小系统架构的体积，提高系统机构的集成度，但是激光雷达中的光源器件、光放大器件以及硅光芯片这三部分器件通常分别采用不同的封装形式进行封装，较难使用硅基光电子技术对光源器件和光放大器件进行封装，使得激光雷达的系统架构的体积依然较大，集成度较低。

为了更清楚的描述本申请实施例的技术方案，在描述之前，对本申请中的一些概念进行详细描述以便更好的理解本方案。

下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。

请参见图1，为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，下面以激光雷达为调频连续波激光雷达为例进行描述。

如图1所示，本申请实施例的激光雷达1包括收发模组100、环形器200以及光束扫描模组300。收发模组100是该激光雷达1中发射和接收光束的模组，其包括收容壳110、光源模块120、至少一个光放大模块130和硅光芯片140；该光源模块120和该硅光芯片140均收容于收容壳110。

其中，光源模块120收容于收容壳110中，其用于产生第一光信号与第二光信号，并将第一光信号的至少部分信号传输给至每一光放大模块130，以及将第二光信号传输至硅光芯片140。每一光放大模块130用于接收第一光信号的至少部分信号并放大，以输出第三光信号至收容壳110之外。环形器200设于收容壳110之外，并具有第一端口、第二端口与第三端口。该环形器200被配置为使经由第一端口接收的光束信号经由第二端口输出，以及使经由第二端口接收的光束信号经由第三端口输出；上述第一端口用于接收第三光信号。光束扫描模组300用于接收由第二端口输出的第三光信号，并将第三光信号偏转至激光雷达1之外以探测待测目标500；光束扫描模组300还用于接收经由待测目标500反射回的反射光信号，并将该反射光信号偏转至第二端口。上述硅光芯片140则用于接收第二光信号与由第三端口输出的反射光信号，以使激光雷达1可根据该第二光信号及反射光信号获取待测目标500的相关信息，如距离、速度、姿态等。如此，光放大模块130构成该收发模组100的输出元件，硅光芯片140则构成该收发模组100的输入元件。值得说明的是，本申请文件中所述的“反射光信号”意为，待测目标500反射第三光信号而形成的光信号。

基于以上器件之间的功能描述，以下对本申请实施例的原理进行解释说明。

收容壳110可以为收发模组中其余元件的安装基体，其亦可以是其余元件的封装和保护结构。收容壳110设有收容腔，该收容腔可以用于收容收发模组内的其他元件。可选地，收容壳110可以为金属壳体；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，收容壳110亦可以由塑胶等其他材料制成。

光源模块120可以直接产生第一光信号和第二光信号，以将第一光信号的至少部分信号传输至光放大模块130，将第二光信号传输至硅光芯片140。其中，当激光雷达1包括一个光放大模块130时，光源模块120可以将第一光信号全部传输给光放大模块130；当激光雷达1包括两个以上光放大模块130时，光源模块120可以将第一光信号分为多部分，并分别传输各光放大模块130。此外，光源模块120也可以先产生光信号，进一步地，光源模块120可以将光信号分为第一光信号和第二光信号，以将第一光信号的至少部分信号传输至光放大模块130，将第二光信号传输至光源模块120。

光放大模块130可以对所接收的第一光信号的至少部分信号进行放大，得到第三光信号，可以将第三光信号传输至环形器200的第一端口，以使环形器200可以经由第二端口将第三光信号传输至光束扫描模组300。在一些实施例中，光放大模块130中用于实现放大功能的器件可以为半导体光放大器(semiconductor optical amplifier，简称SOA)，还可以为光纤放大器。较优地，光纤放大器可以选用掺铒光纤放大器(Erbium-doped OpticalFiber Amplifier，简称EDFA)。当光放大模块130包括半导体光放大器时，半导体光放大器可以通过光纤或透镜与环形器200实现光路耦接；当光放大模块130包括EDFA时，EDFA可以直接与环形器200相连接。

在一些实施例中，环形器200可以为光纤型环形器，当然，其亦可以为自由空间光环形器。可选地，当环形器200为光纤型环形器时，光放大模块130和硅光芯片140分别可以通过光纤与环形器200进行连接。可选地，当环形器200为自由空间光环形器时，光放大模块130和硅光芯片140分别可以通过透镜与环形器200实现光路耦接。

光束扫描模组300可以将环形器200的第二端口所输出的第三光信号传输至激光雷达1之外以探测待测目标500，并且，光束扫描模组300还可以接收经由探测待测目标500反射回的反射光信号，并将反射光信号传输至环形器200的第二端口；环形器200还可以经由第三端口将反射光信号传输至硅光芯片140，以使硅光芯片140可以根据第二光信号及反射光信号获取待测目标500的相关信息，如与距离、速度、姿态等相关的拍频信息。

在一些实施例中，在光束扫描模组300接收第三光信号并将其传输至激光雷达1之外的过程中，光束扫描模组300可以对第三光信号进行整形、准直和扫描等调整过程，并将调整后的第三光信号传输至激光雷达1之外的待测目标500。

接下来，在对上述收发模组100中的硅光芯片140作补充说明。在一些实施例中，硅光芯片140可以基于反射光信号和第二光信号获取待测目标500的相关信息。具体地，硅光芯片140内部可以分为一路本振光路和一路探测光路，本振光路可以用于校准光源模块120产生的光信号或者第一光信号的扫频线性度；探测光路可以用于基于反射光信号和第二光信号获取待测目标500的相关信息。硅光芯片140内部可以包括分光器，分光器可以将来自光源模块120的第二光信号分为两个本振光，分光器可以将两个本振光分别传输至上述本振光路和上述探测光路。在上述探测光路中，可以通过光混频器对反射光信号和本振光进行混频处理，得到混频光，进一步地，可以通过平衡光电探测器对混频光进行平衡处理，以便于后续处理得到待测目标500的距离和速度所相关的电信息，更进一步地，激光雷达可以再根据上述信息获取待测目标的距离、速度、方位、高度、姿态等信息，可以将待测目标500的距离、速度、方位、高度、姿态等信息称为待测目标500的探测信息。

本申请实施例采用将激光雷达中的光源模块和硅光芯片可以封装在收容壳中的方式，而不再采用分立的光源器件和硅光芯片来组成激光雷达的结构，可以减少分立器件的数量，可以提高激光雷达的系统集成度，同时可以减小激光雷达的体积，可以增加激光雷达的可靠性。

请参见图2，为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，下面以激光雷达包括一个发射通道，即激光雷达通过一个光放大模块输出一个第三光信号为例，对该激光雷达的具体结构作详细说明。本实施例中，光放大模块采用半导体光放大器实现光放大功能为例进行描述，环形器为光纤型环形器。

如图2所示，本申请实施例的激光雷达1仍包括收发模组100、环形器200和光束扫描模组300，接下来依次对上述结构作出说明。

收发模组100包括收容壳110、光源模块120、光放大模块130和硅光芯片140。光源模块120、光放大模块130以及硅光芯片140收容于收容壳110内。其中，光源模块120包括激光器121、分光单元122和导光单元123。激光器121用于生成光信号，即调频连续波信号，并将该光信号传输至分光单元122。分光单元122则用于接收该光信号，并将该光信号分束为第一光信号与第二光信号；其中，第一光信号射向导光单元123，第二光信号则射向硅光芯片140。可选地，分光单元122包括分光镜；可以理解的是，在其他实施例中，分光单元122亦可以为分束器等其他可以实现分光的元件。导光单元123用于接收第一光信号的全部信号，并传输至光放大模块130。本实施例中，导光单元123包括第一反射镜，该第一反射镜用于接收第一光信号，并将其反射至光放大模块130。该导光单元123的设置便于调整光路，使得经其射向光放大模块130第一光信号与经分光单元122射向硅光芯片140的第二光信号方向相同，进而有利于使光放大模块130与硅光芯片140如图2所示大致平行设置，也有利于光放大模块130的输出端与硅光芯片140的输入端位于收发模组100的同一端，以便于该收发模组100在同一端进行探测光的发射和接收。可以理解的是，即使本实施例中导光单元123是以包括上述第一反射镜为例进行说明，但本申请并不局限于此，其具体结构组成可以是多样的；例如，在本申请其他的一些实施例中，导光单元123亦可以包括位于分光单元122与第一反射镜之间的透镜组；又例如，在本申请其他的另一些实施例中，该导光单元123包括多个反射镜的组合，在此不一一详举。

进一步地，该光源模块120还包括第一准直透镜124、第一隔离器125。沿激光器121至分光单元122的光路，该第一准直透镜124与第一隔离器125依次设于激光器121与分光单元122之间。其中，第一准直透镜124用于对激光器121发射的光信号进行准直，并将准直后的光信号传输至第一隔离器125。第一隔离器125用于在将准直后的光信号传输至分光单元122的同时，对经由分光单元122反射回来的光进行隔离，以防止反射回来的光进入激光器121，进而影响激光器121的正常工作。

进一步地，为便于提升第二光信号耦合进入硅光芯片140的效率，该光源模块120还包括第一聚焦透镜126。具体地，该第一聚焦透镜126设于分光单元122与硅光芯片140之间，其用于接收经由分光单元122出射的第二光信号，并将第二光信号聚焦耦合进入硅光芯片140上相应的接光结构。

光放大模块130包括半导体光放大器131与第一光纤132。其中，半导体光放大器131收容于收容壳110，并设于上述导光单元123的光路下游，半导体光放大器131用于接收经由导光单元123输出的第一光信号并进行放大，以输出第三光信号；其中，第三光信号相对第一光信号是放大的。第一光纤132设于半导体光放大器131的光路下游，其至少部分收容于上述收容壳110，用于接收第三光信号，并将第三光信号输出至环形器200的第一端口。

进一步地，为便于提升第一光信号耦合进入半导体光放大器131的效率，该光放大模块130还包括第二聚焦透镜133。具体地，该第二聚焦透镜133设于导光单元123与半导体光放大器131之间，其用于接收经由导光单元123输出的第一光信号，并将第一光信号聚焦耦合进入半导体光放大器131。

环形器200为光纤型环形器200，其具有上述的第一端口、第二端口和第三端口。该第一端口与上述第一光纤132背离半导体光放大器131的一端连接，环形器200可以将经由第一光纤132进入上述第一端口的第三光信号自上述第二端口输出。本实施例中，上述第一光纤132背离半导体光放大器131的一端伸出收容壳110，从而构成收发模组100的输出端口；当然，在其他实施例中，第一光纤132亦可以不伸出收容壳110设置。

光束扫描模组300用于接收经由上述第二端口输出的第三光信号，并可以对第三光信号进行调整，例如可以对第三光信号进行整形、准直和执行扫描动作等处理，以使出射至激光雷达1外界以探测待测目标500的第三光信号具有良好的光学特性，另外可以使连续或间断出射至激光雷达1外界的第三光信号在外界形成探测视场。光束扫描模组300还用于接收第三光信号经待测目标500后反射回来的反射光信号，并可以将该反射光信号输出至环形器200的第二端口，以使环形器200可以通过第三端口输出该反射光信号。至于光束扫描模组300的具体结构，其实则是多样的；例如，在一些实施例中，光束扫描模组300包括二维的MEMS振镜；又例如，在另一些实施例中，光束扫描模组300包括一维振镜和转镜。

此外，上述收发模组100还包括第二光纤127。具体地，该第二光纤127一端与环形器200的第三端口连接，该第二光纤127的另一端伸入上述收容壳110，用于将反射光信号输出至硅光芯片140。即是说，经由环形器200的第三端口输出的反射光信号将进一步通过第二光纤127而进入硅光芯片140。

接下来再对硅光芯片140作补充说明。

硅光芯片140包括衬底、第一模斑转换器141、第一分光器142、第二分光器143、光延迟线1431、光传输线1432、光纤耦合器1433、第一平衡光电探测器1434、第三分光器144、光电探测组件149、第二模斑转换器145与偏振分束旋转器146。

第一模斑转换器141对应上述分光单元122和第一聚焦透镜126设置，其用于接收第二光信号，并将第二光信号耦合进入硅光芯片140中的其他器件，例如本申请实施例中，第二光信号经第一模斑耦合器耦合后可以进入第一分光器142，可以提升模场匹配程度，可以减小模式失配损耗，以提升光的耦合效率。第一分光器142与第一模斑转换器141的输出端连接，该第一分光器142用于接收第二光信号，并将第二光信号分束为第一本振光信号与第二本振光信号。

第二分光器143与第一分光器142连接，其用于接收第一本振光信号，并将第一本振光信号分为第三本振光信号和第四本振光信号。光纤耦合器1433具有第一输入端口与第二输入端口；第一输入端口通过光延迟线1431与第二分光器143连接，以接收第三本振光信号；第二输入端口通过光传输线1432与第二分光器143连接，以接收第四本振光信号；光纤耦合器1433用于将延迟后的第三本振光信号和未延迟的第四本振光信号进行混频，并得到相位差为180度的第一拍频信号与第二拍频信号。光纤耦合器1433还具有第一输出端口与第二输出端口，第一输出端口用于供第一拍频信号输出，第二输出端口用于供第二拍频信号输出。第一平衡光电探测器1434与光纤耦合器1433连接；具体来说，第一平衡光电探测器1434分别与上述光纤耦合器1433的第一输出端口及光线耦合器的第二输出端口连接，以接收第一拍频信号与第二拍频信号，并对第一拍频信号和第二拍频信号进行平衡探测。上述第二分光器143、光纤耦合器1433、光延迟线1431、光传输线1432和第一平衡光电探测器1434构成了该激光雷达1的信号校准路。

第二模斑转换器145的输入端用于接收反射光信号，以将上述第二光纤127输入的反射光信号耦合进入偏振分束旋转器146，可以提升模场匹配程度，减小模式失配损耗，以提升反射光的耦合效率。偏振分束旋转器146与第二模斑转换器145的输出端连接，其用于接收反射光信号，并将反射光信号分束为与上述第二光信号的偏振态相同的两个第三子光束。可以理解的是，当第二光信号为TE模式时；在偏振分束旋转器146内部，首先可以将反射光信号分为两个正交的线偏振态的光束信号，一个可以是TE模式的光束信号，即电场方向与传输方向垂直的横电模，另一个可以是TM模式的光束信号，即磁场方向与传输方向垂直的横磁模。然后，可以保持TE模式的光束信号不变并进行输出，将TM模式的光束信号转换成TE模式的光束信号并输出，即第三子光束为TE模式的光信号。当然，当第二光信号为TM模式时，偏振分束旋转器146也可以配置为，保持TM模式的光束信号不变并进行输出，将TE模式的光束信号转换成TM模式的光束信号并输出，即第三子光束为TM模式的光信号。

第三分光器144与第一分光器142连接，其用于接收第二本振光信号，并将第二本振光信号分束为多束第五本振光信号。光电探测组件149包括两个光混频器147与两个第二平衡光电探测器148，每一个第二平衡光电探测器148对应连接一个光混频器147。同一光电探测组件149中：每一个光混频器147分别连接第三分光器144与偏振分束旋转器146，以用于接收第五本振光信号和第三子光束，并将第五本振光信号和第三子光束进行混频，进而得到相应的拍频信号；可选地，光混频器147为180度光混频器，如3dB耦合器，该180度光混频器具有两输出端，该两输出所输出的拍频信号相位差180度，以下将该两拍频信号称为第三拍频信号与第四拍频信号；第二平衡光电探测器148与相应的光混频器147连接，以接收第三拍频信号与第四拍频信号，并对第三拍频信号和第四拍频信号进行平衡探测，以便于获取上述与上述探测信息相关的电信息。其中，第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146与光电探测组件149一一对应设置；例如，本实施例中，第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146与光电探测组件149均为一个，且反射光信号依次经由第二光纤127、第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146与光电探测组件149；在其他的实施例中，上述第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146与光电探测组件149亦可以分别为多个。值得补充说明的是，第三子光束可以是TE模式的光信号或TM模式的光信号，但其偏振态应当和第五本振光信号的偏振态相同。

值得说明的是，本申请文件中所述的某部件用于接收某光束，意为该部件用于接收该光束的全部或部分，例如未分束的光束或分束后的光束。

可以理解的是，本申请实施例中第二光纤127可以采用非保偏光纤，由于经第二光纤127输入的反射光信号，在经过第二模斑转换器145耦合到偏振分束旋转器146时，可以由偏振分束旋转器146对反射光信号进行转换处理，因此，第二光纤127采用非保偏光纤可以降低成本。

在一些实施例中，硅光芯片140上的各器件可以通过设计与优化实现，并在芯片代工厂完成加工，通常可以采用CMOS工艺进行加工。光源模块120中的各器件、光放大模块130中的各器件以及第二光纤127可以通过贴片的方式固定在收容壳110的底壳中，以上器件之间的相对位置可以提前通过光学仿真来确定光路走向，确保光的方向能够按照设计方向，可以利用耦合工艺，降低传播中的损耗，实现光路的高效传播。在一些实施例中，光源模块120中的第一聚焦透镜126和硅光芯片140之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置。对于光放大模块130中的器件，第一光纤132和半导体光放大器131之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置。第二光纤127和硅光芯片140之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固定工艺固定其位置。在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺将收容壳110的顶壳焊接于上述底壳，以实现激光雷达1最终的封装。

可选地，激光雷达1还包括跨阻放大器和温控模块，该跨阻放大器和/或温控模块也可以通过贴片的形式封装在收容壳110中。

在本申请实施例中，激光雷达中的光源模块包含的各器件、硅光芯片包含的各器件以及光放大模块包含的各器件都可以封装于收容壳，不再采用光源模块所包含的分立的各器件以及光放大模块所包含的分立的各器件来组成激光雷达的结构，可以减少分立器件的数量，可以提高激光雷达的系统集成度，同时也可以增强激光雷达的可靠性，可以降低成本，更加利于量产。

本申请实施例适用于光纤耦合方式，其中，光放大模块中的半导体光放大器与第一光纤可以采用光纤耦合方式，相应的，收容壳与环形器也可以采用光纤耦合方式。另外，本申请实施例中在光源模块中增加了隔离器，避免反射回来的光进入激光器，进而影响激光器的正常工作；在光源模块中增加了导光单元，便于调整光路，可以使得射向光放大模块第一光信号与经分光单元射向硅光芯片的第二光信号方向相同，进而有利于使光放大模块与硅光芯片如图2所示大致平行设置，也有利于光放大模块的输出端与硅光芯片的输入端位于收发模组的同一端，以便于该收发模组在同一端进行探测光的发射和接收。

本申请实施例在光放大模块中增加了聚焦透镜，可以提升半导体光放大器的耦合效率。

本申请实施例在硅光芯片内部增加了模斑转换器，可以提升模场匹配程度，可以减小模式失配损耗，可以提升光的耦合效率；在硅光芯片内部增加了偏振分束旋转器，经其对反射光信号进行处理，可以使得处理后的反射光信号的偏振态与第三分光器输出的本振光信号的偏振态相同，便于在进行混频时，可以达到更好的混频效果，进而可以提高后续经平衡光电探测器得到的待测目标的探测信息的准确性。

请参见图3，为本申请实施例提供的另一种激光雷达的结构示意图，其与图2中所示激光雷达的主要不同在于：本实施例中，激光雷达1中收发模组100包括N个光放大模块130，以输出多个第三光信号；相应地，导光单元123用于将第一光信号分别传输给各光放大模块130(即导光单元123用于将第一光信号的部分信号传输至每一光放大模块130)。激光雷达1以包括N个环形器200，各环形器200分别与该光放大模块130一一对应设置。光束扫描模组300用于接收由各环形器200的第二端口输出的第三光信号，并将第三光信号偏转至激光雷达1之外以探测待测目标500，光束扫描模组300还用于接收经由待测目标500反射各第三光信号形成的各反射光信号，并将各反射光信号偏转至对应的环形器200的第二端口。此外，偏振分束旋转器146、光电探测组件149亦与该光放大模块130一一对应。其中，上述N为大于1的整数。

本实施例中，各光放大模块130之间线性阵列排布，且排布方向与硅光芯片140指向任一光放大模块130的方向相同。导光单元123包括沿光路依次设置的N-1个第一分光元件1231以及一个第一反射镜1232；例如，导光单元123中的各元件可以沿光放大模块130的阵列排布方向排列设置。每一个第一分光元件1231分别对应一个光放大模块130，第一反射镜1232则对应一个光放大模块130。第一分光元件1231用于接收光路上游的光束，并将上游的光束分束为射向光放大模块130的第一子光束(第一光信号的部分)，以及射向位于光路下游且相邻的第一分光元件1231或第一反射镜1232的第二子光束；第一反射镜1232则用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件1231的第二子光束(第一光信号的部分)，并将第二子光束反射至光放大模块130。值得说明的是，可以通过配置各第一分光元件的分光比，使得各第一子光束与射向光放大器模块130的第二子光束的光束强度一致或基本一致。

与第一分光元件1231对应设置的光放大模块130用于接收上述第一子光束，并将上述第一子光束进行放大，以输出第三光信号，该第三光信号相对于第一子光束是放大的。该第三光信号经由对应的环形器200与光束扫描模组300而出射至待测目标500，并在光束扫描模组300的控制下于激光雷达1的外界环境形成一探测视场。经由待测目标500反射回来的反射光信号经由相同的环形器200、对应的第二光纤127、对应的第二模斑转换器145、对应的偏振分束旋转器146进入对应的光电探测组件。

与第一反射镜1232对应设置的光放大模块130用于接收上述第二子光束，并将上述第二子光束进行放大，以输出第三光信号，该第三光信号相对于第二子光束是放大的。该第三光信号经由对应的环形器200与光束扫描模组300而出射至待测目标500，并在光束扫描模组300的控制下于激光雷达1的外界环境形成一探测视场。经由待测目标500反射回来的反射光信号经由相同的环形器200、对应的第二光纤127、第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146进入对应的光电探测组件。各发射通道形成的探测视场共同构成该激光雷达1整体的探测视场。

如图3所示，N可以为2，此时导光单元123包括一个第一分光元件1231与第一反射镜1232；当然，N亦可以为大于2的整数，此时第一分光元件1231的数量则为复数个。在一些实施例中，本申请实施例中各器件之间的封装工艺具体可参见图2中实施例的描述，在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺将收容壳110的顶壳焊接于上述底壳，以实现激光雷达1最终的封装。

本申请实施例可以适用于多个通道发射光信号至待测目标的应用场景，可以将光源模块、光放大模块、以及硅光芯片等器件都封装在收容壳中，因此，可以在实现多通道发射光信号对待测目标进行探测的功能的同时，还可以提高激光雷达的系统集成度。

请参见图4，为本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图，其与图2中所示激光雷达的主要不同在于：在本申请实施例中，环形器200并非光纤型光环形器，而是自由空间光环形器；此外，收发模组100中还包括第三聚焦透镜128，该激光雷达1则还包括第二反射镜400。

在本实施例中，收发模组100中的收容壳110、光源模块120中的各器件和硅光芯片140中的各器件以及光束扫描模组300的结构说明具体可参见图2中的描述，在此不再赘述。

接下来对收发模组100中的光放大模块130的结构进行说明。

在本实施例中，光放大模块130包括半导体光放大器131。其中，半导体光放大器131设于导光单元123的光路下游，半导体光放大器131用于接收经由导光单元123输出的第一光信号，并进行放大，以得到第三光信号，并将第三光信号输出至环形器200的第一端口。

进一步地，为便于提升第一光信号耦合进入半导体光放大器131的效率，该光放大模块130还包括第二聚焦透镜133。具体地，该第二聚焦透镜133设于导光单元与半导体光放大器131之间，其用于接收经由导光单元输出的第二光信号，并将第二光信号聚焦耦合进入半导体光放大器131。

进一步地，该光放大模块130还包括第二准直透镜134、第二隔离器135。沿半导体光放大器131至环形器200的光路，该第二准直透镜134与第二隔离器135依次设于半导体光放大器131与环形器200之间。其中，第二准直透镜134用于对半导体光放大器131输出的第三光信号进行准直，并将准直后的第三光信号传输至第二隔离器135。第二隔离器135用于在将准直后的第三光信号传输至环形器200的同时，对经由环形器200反射回来的光进行隔离，以防止反射回来的光进入半导体光放大器131，进而影响半导体光放大器131的正常工作。

环形器200为自由空间光环形器，其具有第一端口、第二端口和第三端口。该第一端口与上述第二隔离器135背离上述第二准直透镜134的一端连接，环形器200可以将经由第二隔离器135进入上述第一端口的准直后的第三光信号自上述第二端口输出。该环形器200亦可以将经由第二端口接收的反射光信号自第三端口输出，以便于进入硅光芯片140。

此外，本实施例中的激光雷达1还包括第二反射镜400。具体地，该第二反射镜400用于接收上述第三端口输出的反射光信号，并将反射光信号反射至硅光芯片140。该第二反射镜400的设置便于调整光路，使得经其射向硅光芯片140的反射光信号与经光放大模块130射向环形器200的第三光信号方向相反，进而有利于使光放大模块130与硅光芯片140如图4所示大致平行设置，也有利于光放大模块130的输出端与硅光芯片140的输入端位于收发模组100的同一端，以便于该收发模组100在同一端进行探测光的发射和接收。

进一步地，为便于提升反射光信号耦合进入硅光芯片140的效率，本实施例的收发模组100还包括第三聚焦透镜128。具体地，该第三聚焦透镜128设于第二模斑转换器145与第二反射镜400之间，其用于接收经由第二反射镜400反射的反射光信号，并将反射光信号聚焦耦合进入硅光芯片140。

在一些实施例中，对于光源模块120和硅光芯片140中的器件之间的耦合工艺具体可参见图2所示实施例的描述，在此不再赘述。对于光放大模块130中的器件，第二聚焦透镜133和半导体光放大器131之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置；第二准直透镜134和半导体光放大器131之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置；第二隔离器135与第二准直透镜134之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置；第三聚焦透镜128和硅光芯片140之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固定工艺固定其位置。在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺对上述收容壳110的底壳与顶盖进行焊接固定，以实现器件最终的封装。

在本申请实施例中，激光雷达中的光源模块包含的各器件、硅光芯片包含的各器件以及光放大模块包含的各器件都可以封装在收容壳中，不再采用光源模块所包含的分立的各器件以及光放大模块所包含的分立的各器件来组成激光雷达的结构，可以减少分立器件的数量，可以提高激光雷达的系统集成度，同时也可以增强激光雷达的可靠性，可以降低成本，更加利于量产。本申请实施例适用于自由空间光的耦合方式，其中，光放大模块中的半导体光放大器与相邻器件之间可以采用自由空间光的耦合方式，相应的，收容壳与环形器也可以采用自由空间光的耦合方式。另外，本申请实施例中在光源模块中增加了隔离器，避免反射回来的光进入激光器，进而影响激光器的正常工作；在光源模块中增加了导光单元，便于调整光路，可以使得射向光放大模块的第一光信号与经分光单元射向硅光芯片的第二光信号方向相同，进而有利于使光放大模块与硅光芯片如图4所示大致平行设置，也有利于光放大模块的输出端与硅光芯片的输入端位于收发模组的同一端，以便于该收发模组在同一端进行探测光的发射和接收。本申请实施例在光放大模块中增加了聚焦透镜，可以提升半导体光放大器的耦合效率。本申请实施例在硅光芯片内部增加了模斑转换器，可以提升模场匹配程度，可以减小模式失配损耗，可以提升光的耦合效率；在硅光芯片内部增加了偏振分束旋转器，经其对反射光信号进行处理，可以使得处理后的反射光信号的偏振态与第三分光器输出的本振光信号的偏振态相同，便于在进行混频时，可以达到更好的混频效果，进而可以提高后续经平衡光电探测器得到的待测目标的探测信息的准确性。

请参见图5，为本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图，其与图4中所示激光雷达的主要不同在于：本实施例中，激光雷达1中收发模组100包括N个光放大模块130；相应地，导光单元123用于将第一光信号传输给各光放大模块130，即是，导光单元用于将第一光信号的部分信号传输至每一光放大模块。此外，该激光雷达1还包括N个第三聚焦透镜128与N个第二反射镜400。其中，N为大于1的整数。

本实施例中，各光放大模块130之间线性阵列排布，且排布方向与硅光芯片140指向任一光放大模块130的方向相同。导光单元123包括沿光路依次设置的N-1个第一分光元件1231以及一个第一反射镜1232；例如，导光单元123中的各元件可以沿光放大模块130的阵列排布方向排列设置。每一个第一分光元件1231分别对应一个光放大模块130，第一反射镜1232则对应一个光放大模块130。第一分光元件1231用于接收光路上游的光束，并将上游的光束分束为射向光放大模块130的第一子光束，以及将射向位于光路下游且相邻的第一分光元件1231或第一反射镜1232的第二子光束；第一反射镜1232则用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件1231所输出的第二子光束，并将第二子光束反射至光放大模块130。值得说明的是，可以通过配置各第一分光元件的分光比，使得各第一子光束与射向光放大器模块130的第二子光束的光束强度一致或基本一致。

与第一分光元件1231对应设置的光放大模块130用于接收上述第一子光束，并将上述第一子光束进行放大，以输出第三光信号，该第三光信号相对于第一子光束是放大的。该第三光信号经由对应的环形器200与光束扫描模组300而出射至待测目标500，并在光束扫描模组300的控制下于激光雷达1的外界环境形成一探测视场。经由待测目标500反射回来的反射光信号经由相同的环形器200、对应的第二光纤127、对应的第二模斑转换器145、对应的偏振分束旋转器146进入对应的光电探测组件149。

与第一反射镜1232对应设置的光放大模块130用于接收上述第二子光束，并将上述第二子光束进行放大，以输出第三光信号，该第三光信号相对于第二子光束是放大的。该第三光信号经由环形器200与光束扫描模组300而出射至待测目标500，并在光束扫描模组300的控制下于激光雷达1的外界环境形成一探测视场。经由待测目标500反射回来的反射光信号经环形器200、对应的第二反射镜400、对应的第三聚焦透镜128、第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146进入对应的光电探测组件149。各发射通道形成的探测视场共同构成该激光雷达1整体的探测视场。

即是，环形器200用于通过其第一端口接收各光放大模块所输出的第三光信号，并经由第二端口向外、光束扫描模组300输出；光束扫描模组300用于接收由上述第二端口输出的各第三光信号，并将各第三光信号偏转至激光雷达1之外以探测待测目标500；光束扫描模组300还用于接收经由待测目标500反射各第三光信号形成的各反射光信号，并将各反射光信号偏转至对应的环形200器的第二端口。

每一个第二反射镜400与一个光放大模块130对应，以用于接收该光放模块130输出的第三光信号经待测目标500反射回来的反射光信号。每一个第三聚焦透镜128与一个第二反射镜400对应设置，以用于接收该第二反射镜400所输出的反射光信号。值得说明的是，如图5所示的实施例中，可以通过配置第二隔离器135的输出端相对于自由空间光环形器的第一端口位置，以及第二反射镜400相对于自由空间光环形器的第三端口的位置，来实现上述目的。

在本实施例中，各第二反射镜400可以按照从左至右的顺序排布。收发模组100中的各第三聚焦透镜128分别设于每个第二反射镜400与对应的第二模斑转换器145的光路之间，即各第三聚焦透镜128可以按照从上到下的顺序排布。

如图5所示，N可以为2，此时导光单元123包括一个第一分光元件1231与第一反射镜1232；当然，N亦可以为大于2的整数，此时第一分光元件1231的数量则为复数个。

在一些实施例中，本申请实施例中各器件之间的封装工艺具体可参见图4中的描述，在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺对上述收容壳110的底壳与顶盖进行焊接固定，以实现激光雷达1最终的封装。

本申请实施例可以适用于多个通道发射光信号至待测目标的应用场景，可以将光源模块、光放大模块、以及硅光芯片等器件都封装在收容壳中，因此，可以在实现多通道发射光信号对待测目标进行探测的功能的同时，还可以提高激光雷达的系统集成度。

请参见图6，为本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图，其与图2中所示激光雷达的主要不同在于：在本实施例中，激光雷达1中光放大模块130部分收容于上述收容壳110，并且光放大模块130中采用的放大器件为光纤放大器136。接下来对该结构进行说明。

在本实施例中，光放大模块130包括第一光纤132与光纤放大器136。其中，第一光纤132设于第一反射镜1232的光路下游，第一光纤132至少部分收容于上述收容壳110，用于接收上述导光单元123出射的第一光信号的至少部分信号；其中，当收发模组100包括一个光放大模块130时，每一第一光纤132用于接收第一光信号的全部，当收发模组100包括两个以上光放大模块时，每一第一光纤132用于接收第一光信号的部分。光纤放大器136设于上述收容壳110之外，光纤放大器136的输入端与上述第一光纤132背离上述导光单元123的一端相连接，光纤放大器136用于接收上述第一光信号的至少部分信号，并进行放大，以输出第三光信号。可选地，本申请实施例中的光纤放大器136采用掺铒光纤放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，简称EDFA)。

进一步地，为便于提升第一光信号耦合进入第一光纤132的效率，该光放大模块130还包括第二聚焦透镜133。具体地，该第二聚焦透镜133设于导光单元123与第一光纤132之间，其用于接收经由导光单元123输出的第一光信号，并将第一光信号聚焦耦合进入第一光纤132。

环形器200为光纤型环形器，其具有上述的第一端口、第二端口和第三端口。该第一端口与上述光纤放大器136背离第一光纤132的一端连接，环形器可以使经由光纤放大器136进入上述第一端口的第三光信号自上述第二端口输出，还可以使经由光束扫描模组300进入第二端口的反射光信号自第三端口输出。

在一些实施例中，对于光源模块120和硅光芯片140中的器件之间的耦合工艺具体可参见图2所示实施例的描述，在此不再赘述。对于光放大模块130中的器件，第一光纤132可以和导光装置123之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置；第一光纤132和光纤放大器136之间可以通过光纤直接连接，并通过点胶和固化工艺固定其位置。第二光纤和硅光芯片140之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固定工艺固定其位置。在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺将收容壳110的底壳与顶盖焊接固定，以实现器件最终的封装。

在本申请实施例中，激光雷达中的光源模块包含的各器件、硅光芯片包含的各器件都可以封装在收容壳中，并且光放大模块中的部分器件可以部分收容于收容壳中，不再采用光源模块所包含的分立的各器件以及光放大模块所包含的分立的部分器件来组成激光雷达的结构，可以减少分立器件的数量，可以提高激光雷达的系统集成度，同时也可以增强激光雷达的可靠性，可以降低成本，更加利于量产。

本申请实施例适用于光纤的耦合方式。另外，本申请实施例中在光源模块中增加了隔离器，可以避免反射回来的光进入激光器，进而影响激光器的正常工作；在光源模块中增加了导光单元，便于调整光路，可以使得射向光放大模块的第一光信号与经分光单元射向硅光芯片的第二光信号方向相同，进而有利于使光放大模块与硅光芯片如图6所示大致平行设置，也有利于光放大模块的输出端与硅光芯片的输入端位于收发模组的同一端，以便于该收发模组在同一端进行探测光的发射和接收。本申请实施例在硅光芯片内部增加了模斑转换器，可以提升模场匹配程度，减小模式失配损耗，以提升光的耦合效率；在硅光芯片内部增加了偏振分束旋转器，经其对反射光信号进行处理，可以使得处理后的反射光信号的偏振态与第三分光器输出的本振光信号的偏振态相同，便于在进行混频时，可以达到更好的混频效果，进而可以提高后续经平衡光电探测器得到的待测目标的探测信息的准确性。

请参见图7，为本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图，其与图6中所示激光雷达的主要不同在于：本实施例中，光纤放大器136包括至少两个输出端口；相应地，该激光雷达1包括至少两个环形器200、至少两个第二光纤127。

具体地，光纤放大器136通过其输入端接收上述经由第一反射镜1232反射的第一光信号，并通过各输出端分别输出一个第三光信号；该第三光信号的能量相对于光纤放大器136所接收的第一光信号的能量是放大的。每一个光纤型环形器的第一端口与光纤放大器136的一个输出端口连接，以接收第三光信号。

光束扫描模组300用于接收由各环形器200的第二端口输出的第三光信号，并将第三光信号偏转至激光雷达1之外以探测待测目标500，光束扫描模组300还用于接收经由待测目标500反射各第三光信号形成的各反射光信号，并将各反射光信号偏转至对应的环形器200的第二端口。

每一个第二光纤127对应一个光纤型环形器的第三端口设置，其与该第三端口之间连接，以用于接收由该第三端口所输出的反射光信号，并耦合进硅光芯片140。

相应地，上述第二模斑转换器145、偏振分束旋转器146以及光电探测组件149则与该第二光纤127一一对应设置，各器件之间的连接关系可以参照图6中的实施例，在此不再赘述。

在一些实施例中，本申请实施例中各器件之间的封装工艺具体可参见图6中的描述，在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊将收容壳110的底壳与顶盖焊接固定。

本申请实施例可以适用于多个通道发射光信号至待测目标的应用场景，可以将光源模块和硅光芯片包含的器件，以及光放大模块中部分器件都封装在收容壳中，因此，可以在实现多通道发射光信号对待测目标进行探测的功能的同时，还可以提高激光雷达的系统集成度。

请参见图8，为本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图，其与图6中所示激光雷达的主要不同在于：在本申请实施例中，环形器200为自由空间光环形器；收发模组100中还包括第三聚焦透镜128；另外，本申请实施例中的激光雷达1还包括第二反射镜400。

环形器200为自由空间光环形器，其具有第一端口、第二端口和第三端口。该环形器200可以将经由上述光纤放大器136进入上述第一端口的第三光信号自上述第二端口输出，以及将经由光束扫描模组300进入第二端口的反射光信号自第三端口输出。

第二反射镜400用于接收反射光信号，并将反射光信号反射至硅光芯片140。该第二反射镜400的设置便于调整光路，使得经其射向硅光芯片140的反射光信号与经光放大模块130射向环形器200的第三光信号方向相反，进而有利于使光放大模块130与硅光芯片140如图8所示大致平行设置，也有利于光放大模块130的输出端与硅光芯片140的输入端位于100的同一端，以便于该100在同一端进行探测光的发射和接收。

该第三聚焦透镜128设于第二模斑转换器145与第二反射镜400之间，其用于接收经由第二反射镜400反射的反射光信号，并将反射光信号聚焦耦合进入硅光芯片140。第三聚焦透镜128的设置旨在提升反射光信号耦合进入硅光芯片140的效率。

在一些实施例中，对于光源模块120和硅光芯片140中的器件之间的耦合工艺具体可参见前述实施例的描述，在此不再赘述。另外，第二聚焦透镜133和第一反射镜1232之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置。第二聚焦透镜133和第一光纤132之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置；第一光纤132和光纤放大器136之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置。第二反射镜400和第三聚焦透镜128之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固化工艺固定其位置。第三聚焦透镜128和硅光芯片140之间可以采用耦合工艺确定相对位置，并通过点胶和固定工艺固定其位置。在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工艺将收容壳110的底壳与顶盖焊接固定，以实现器件最终的封装。

在本申请实施例中，激光雷达中的光源模块包含的各器件、硅光芯片包含的各器件都可以封装在收容壳中，并且光放大模块中的部分器件可以部分收容于收容壳中，不再采用光源模块所包含的分立的各器件以及光放大模块所包含的分立的各器件来组成激光雷达的结构，可以减少分立器件的数量，可以提高激光雷达的系统集成度，同时也可以增强激光雷达的可靠性，可以降低成本，更加利于量产。

本申请实施例适用于自由空间光的耦合方式，其中，光放大模块中的光纤放大器可以采用自由空间光的耦合方式与自由空间光环形器进行耦合。另外，本申请实施例中在光源模块中增加了隔离器，可以避免反射回来的光进入激光器，进而影响激光器的正常工作；在光源模块中增加了导光单元，便于调整光路，可以使得射向光放大模块第一光信号与经分光单元射向硅光芯片的第二光信号方向相同，进而有利于使光放大模块与硅光芯片如图8所示大致平行设置，也有利于光放大模块的输出端与硅光芯片的输入端位于收发模组的同一端，以便于该收发模组在同一端进行探测光的发射和接收。

此外，本申请实施例中还增加了第二反射镜，也有利于光放大模块的输出端与硅光芯片的输入端位于收发模组的同一端，以便于该收发模组在同一端进行探测光的发射和接收。本申请实施例在硅光芯片内部增加了模斑转换器，可以提升模场匹配程度，减小模式失配损耗，以提升光的耦合效率；在硅光芯片内部增加了偏振分束旋转器，经其对反射光信号进行处理，可以使得处理后的反射光信号的偏振态与第三分光器输出的本振光信号的偏振态相同，便于在进行混频时，可以达到更好的混频效果，进而可以提高后续经平衡光电探测器得到的待测目标的探测信息的准确性。

请参见图9，为本申请实施例提供的又一种激光雷达的结构示意图，其与图8中所示激光雷达的主要不同在于：本实施例中，激光雷达1中光纤放大器136包括两个以上输出端，每一个输出端均用于输出第三光信号；相应地，激光雷达1包括两个以上第二反射镜400和两个以上第三聚焦透镜128，每个第二反射镜400对应光纤放大器136的一个输出端，每个第三聚焦透镜128对应光纤放大器136的一个输出端。

具体地，光纤放大器136通过其输入端接收上述经由第一反射镜1232反射的第一光信号，并通过各输出端分别输出一第三光信号；该第三光信号是相对于光纤放大器136所接收的第一光信号能量是放大的。自由空间光环形器用于通过第一端口接收各输出端输出的第三光信号，并通过第二端口输出。

光束扫描模组300用于接收由各环形器200的第二端口输出的各第三光信号，并将各第三光信号偏转至激光雷达1之外以探测待测目标500；光束扫描模组300还用于接收经由待测目标500反射各第三光信号形成的各反射光信号，并将各反射光信号偏转至对应的环形器200的第二端口。

各第二反射镜400位于自由空间光环形器的第三端口的光路下游；每一个第二反射镜400在光路上对应光纤放大器136的一个输出端设置，以用于接收光纤放大器的一个输出端所输出的第三光信号经待测目标500反射回来的反射光信号。每一个第三聚焦透镜128对应一个第二反射镜400设置，其用于接收第二反射镜400输出的反射光信号，并聚焦耦合进入硅光芯片140。值得说明的是，如图9所示的实施例中，可以通过配置光纤放大器136的各输出端相对于自由空间光环形器的第一端口位置，光束扫描模组300的中心相对于自由空间光环形器的第二端口位置，以及第二反射镜400相对于自由空间光环形器的第三端口的位置，来实现上述目的。

光纤放大器136各输出端输出的第三光信号经由环形器200与光束扫描模组300而出射至待测目标，并在光束扫描模组300的控制下于激光雷达1的外界环境形成一探测视场。经由待测目标500反射回来的反射光信号经由环形器200、对应的第二反射镜400、对应的第三聚焦透镜128、对应的第二模斑转换器145、对应的偏振分束旋转器146进入对应的光电探测组件149。各发射通道形成的探测视场共同构成该激光雷达1整体的探测视场。

在一些实施例中，本申请实施例中各器件之间的封装工艺具体可参见图2中的描述，在完成所有器件的耦合、贴片、点胶和固化工艺后，可以通过电阻焊工将收容壳110的底壳和顶盖焊接固定，以实现激光雷达1最终的封装。

本申请实施例可以适用于多个通道发射光信号至待测目标的应用场景，可以将光源模块中所有器件、硅光芯片中所有器件以及光放大模块中部分器件都封装在收容壳中，因此，可以在实现多通道发射光信号对待测目标进行探测的功能的同时，还可以提高激光雷达的系统集成度。

值得说明的是，在上述图1至图9所示的各实施例中，沿硅光芯片指向任一光放大模块的方向，激光器与光放大模块错开设置。考虑到激光器与光放大器(半导体光放大器或光纤放大器)均为有源器件，两者在工作过程中会有热量的产生，若两者距离较近，则会造成较为明显的热量集中，从而给激光雷达的散热造成负担。本申请实施例通过使光放大模块与激光器在上述方向错开设置，从而可在一定程度上改善上述热量集中的现状。

最后值得一提的是，即使上述图3、图5、图7和图9所示的实施例中，各光放大模块均排布于硅光芯片的同一侧，但本申请并不局限于此；当激光雷达包括N个光放大模块时，各光放大模块亦可以分布于硅光芯片的两侧；其中，N为大于1的整数。

例如，在一些实施例中，激光雷达包括两个以上光放大模块，硅光芯片的两侧均设有光放大模块。收发模组中的分光单元包括第一子分光件与第二子分光件。其中，第一子分光件位于上述激光器的光路下游，例如其可以位于上述第一隔离器的光路下游，其用于接收激光器产生的光信号，并将该光信号分束为第一光信号与分束信号。该第一子分光件分束形成的第一光信号用于传输至硅光芯片一侧的各光放大模块中。第二子分光件则位于第一子分光件的光路下游，其用于接收上述分束信号，并将该分束信号分束为另一第一光信号与第二光信号。该第二子分光件分束形成的第一光信号用于传输至硅光芯片的另一侧的光放大模块；该第二子分光件分束形成的第二光信号则用于耦合进入硅光芯片中。

由于光放大器(半导体光放大器或光纤放大器)是有源器件，其在工作过程中会具有较为明显的发热，若所有的光放大器均集中于硅光芯片的同一侧，各光放大器会造成明显的热量集中，从而给散热带来了较大的负担。相较于各光放大模块均布置于硅光芯片同一侧的设置方式，本实施例将各光放大模块分为布置于硅光芯片两侧的两组，从而可以在一定程度上改善有源器件发热区域集中造成的散热困难的现状。

请参阅图10，基于同一发明构思，本申请还提供一种自动驾驶系统2，该自动驾驶系统2应用于可移动设备，例如车；该自动驾驶系统2包括上述实施例中的激光雷达1。

请参阅图11，本申请实施例还提供一种可移动设备3，该可移动设备3包括设备主体31以及上述实施例中的激光雷达1。本实施例中，该可移动设备3为车；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，该可移动设备3亦可以为其他任意可以搭载激光雷达1的设备，如无人机、物流车和机器人等。可以理解的是，在其他实施例中，该可移动设备3亦可以包括上述的自动驾驶系统2。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括收发模组、环形器以及光束扫描模组，其中，所述收发模组包括：

收容壳；

光源模块，收容于所述收容壳；

至少一个光放大模块；以及

硅光芯片，收容于所述收容壳，所述光源模块用于产生第一光信号与第二光信号，并将所述第一光信号的至少部分信号传输给每一所述光放大模块，以及将所述第二光信号传输给所述硅光芯片，所述光放大模块用于接收所述第一光信号的至少部分信号并放大，以输出第三光信号；

所述环形器设于所述收容壳之外，并具有第一端口、第二端口与第三端口，所述环形器被配置为使经由所述第一端口接收的光束信号经由所述第二端口输出，以及使经由所述第二端口接收的光束信号经由所述第三端口输出，所述第一端口用于接收所述第三光信号；

所述光束扫描模组用于接收由所述第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射所述第三光信号形成的反射光信号，并将所述反射光信号偏转至所述第二端口；

所述硅光芯片用于接收所述第二光信号与由所述第三端口输出的所述反射光信号。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述光源模块包括：

激光器，用于生成光信号；

分光单元，用于接收所述光信号，并将所述光信号分束为所述第一光信号与所述第二光信号；以及

导光单元，用于接收所述第一光信号，并将所述第一光信号的至少部分信号传输至每一所述光放大模块。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述光放大模块包括：

半导体光放大器，收容于所述收容壳，用于接收由所述至少部分信号并进行放大，以输出所述第三光信号；以及

第一光纤，至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述第三光信号，并将所述第三光信号输出至所述第一端口；

所述环形器为光纤型环形器，所述第一端口与所述第一光纤背离所述半导体光放大器的一端连接；

所述收发模组还包括第二光纤，所述第二光纤的一端与所述第三端口连接，以用于接收所述反射光信号，所述第二光纤的另一端伸入所述收容壳，以用于将所述反射光信号输出至所述硅光芯片。

4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述收发模组包括N个所述光放大模块，N为大于1的整数；

所述导光单元包括依次设置的N-1个第一分光元件以及一个第一反射镜，每一个所述第一分光元件对应一个所述光放大模块，所述第一反射镜对应一个所述光放大模块；

所述第一分光元件用于接收光路上游的光束，并将所述光束分束为射向所述光放大模块的第一子光束，以及射向位于光路下游且相邻的第一分光元件或第一反射镜的第二子光束，所述第一反射镜用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件所分束的第二子光束，并将所述第二子光束反射至所述光放大模块；

所述激光雷达包括N个所述环形器，每个所述环形器对应一个所述光放大模块设置；

所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至对应的所述环形器的第二端口。

5.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述光放大模块包括半导体光放大器，所述半导体光放大器收容于所述收容壳，所述半导体光放大器用于接收所述至少部分信号并对进行放大，以输出所述第三光信号；

所述环形器为自由空间光环形器，所述激光雷达还包括：

第二反射镜，用于接收由所述第三端口出射的所述反射光信号，并将所述反射光信号进行偏转；以及

第三聚焦透镜，用于接收由所述第二反射镜偏转后的所述反射光信号，并将偏转后的所述反射光信号耦合进入所述硅光芯片。

6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述收发模组包括N个所述光放大模块，N为大于1的整数；

所述导光单元包括依次设置的N-1个第一分光元件以及一个第一反射镜，每一个第一分光元件对应一个所述光放大模块，所述第一反射镜对应一个所述光放大模块；

所述第一分光元件用于接收光路上游的光束，并将所述光束分束为射向所述光放大模块的第一子光束，以及射向位于光路下游且相邻的第一分光元件或第一反射镜的第二子光束，所述第一反射镜用于接收位于光路上游且相邻的第一分光元件所分束的第二子光束，并将所述第二子光束反射至所述光放大模块；

所述环形器的第一端口用于接收各所述光放大模块输出的所述第三光信号；

所述光束扫描模组用于接收由所述环形器的第二端口输出的各所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至所述第二端口；

所述激光雷达包括N个所述第二反射镜，每一所述第二反射镜分别对应一所述光放大模块设置；

所述激光雷达包括N个所述第三聚焦透镜，每一所述第三聚焦透镜分别对应一所述光放大模块设置。

7.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述光放大模块包括：

第一光纤，至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述至少部分信号；以及

光纤放大器，所述光纤放大器的输入端与所述第一光纤背离所述导光单元的一端连接，所述光纤放大器对所述至少部分信号进行放大，以输出所述第三光信号；

所述环形器为光纤型环形器，所述第一端口与所述光纤放大器的输出端连接；

所述收发模组还包括第二光纤，所述第二光纤的一端与所述第三端口连接，以用于接收所述反射光信号，所述第二光纤的另一端伸入所述收容壳，以用于将所述反射光信号输出至所述硅光芯片。

8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤放大器具有两个以上输出端，每一个所述输出端均用于输出所述第三光信号；

所述激光雷达包括至少两个所述光纤型环形器，每一个所述光纤型环形器的第一端口对应连接所述光纤放大器的一个输出端；

所述光束扫描模组用于接收由各所述环形器的第二端口输出的所述第三光信号，并将所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至对应的所述环形器的第二端口；

所述收发模组包括两个以上第二光纤，每一第二光纤连接于一所述环形器的第三端口。

9.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述光放大模块包括：

第一光纤，至少部分收容于所述收容壳，用于接收所述至少部分信号；

光纤放大器，所述光纤放大器的输入端与所述第一光纤背离所述导光单元的一端连接，所述光纤放大器对所述至少部分信号进行放大，以输出所述第三光信号；

所述环形器为自由空间光环形器，所述激光雷达还包括：

第二反射镜，用于接收由所述第三端口出射的所述反射光信号，并将所述反射光信号进行偏转；以及

第三聚焦透镜，用于接收所述第二反射镜偏转后的所述反射光信号，并将偏转后的所述反射光信号耦合进入硅光芯片。

10.根据权利要求9所述的激光雷达，其特征在于，所述光纤放大器具有两个以上输出端，每一个所述输出端均用于输出所述第三光信号；

所述第一端口用于接收所述光纤放大器的各输出端出射的所述第三光信号，并通过第二端口射出所述第三光信号；

所述环形器的第一端口用于接收各所述光放大模块输出的所述第三光信号；

所述光束扫描模组用于接收由所述环形器的第二端口输出的各所述第三光信号，并将各所述第三光信号偏转至激光雷达之外以探测待测目标，所述光束扫描模组还用于接收经由所述待测目标反射各所述第三光信号形成的各反射光信号，并将各所述反射光信号偏转至所述第二端口；

所述激光雷达包括两个以上所述第二反射镜，每一所述第二反射镜对应所述光纤放大器的一所述输出端；

所述激光雷达包括两个以上第三聚焦透镜，每一所述第三聚焦透镜对应一所述第二反射镜设置。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述硅光芯片包括：

第一模斑转换器，所述第一模斑转换器的输入端用于接收所述第二光信号；

第一分光器，与所述第一模斑转换器的输出端连接，用于接收所述第二光信号，并将所述第二光信号分束为第一本振光信号与第二本振光信号；

第二分光器，与所述第一分光器连接，用于接收所述第一本振光信号，并将所述第一本振光信号分为第三本振光信号和第四本振光信号；

光纤耦合器，具有第一输入端口与第二输入端口，所述第一输入端口通过光延迟线与所述第二分光器连接，以用于接收所述第三本振光信号，所述第二输入端口通过光传输线与所述第二分光器连接，以用于接收所述第四本振光信号，所述光纤耦合器用于将所述第四本振光信号和延迟后的所述第三本振光信号进行混频；

第一平衡光电探测器，与所述光纤耦合器连接；

第三分光器，与所述第一分光器连接，用于接收所述第二本振光信号，并将所述第二本振光信号分束为多束第五本振光信号；

第二模斑转换器，所述第二模斑转换器的输入端用于接收所述反射光信号；

偏振分束旋转器，与所述第二模斑转换器的输出端连接，所述偏振分束旋转器用于接收所述反射光信号，并将所述反射光信号分束为与所述第二光信号的偏振态相同的两个第三子光束；

光电探测组件，所述光电探测组件包括两个光混频器与两个第二平衡光电探测器，所述第二模斑转换器、所述偏振分束旋转器与所述光电探测组件一一对应，在同一个光电探测组件中，每一个所述光混频器分别连接所述第三分光器与所述偏振分束旋转器，以用于接收所述第五本振光信号和所述第三子光束，每一个所述第二平衡光电探测器对应连接一个所述光混频器。

12.根据权利要求3或8所述的激光雷达，其特征在于，所述收发模组包括N个光放大模块，N为大于1的整数，所述硅光芯片的两侧均设有所述光放大模块；

所述分光单元包括第一子分光件与第二子分光件，所述第一子分光件用于接收所述光信号，并将所述光信号分束为所述第一光信号与分束信号；所述第二子分光件用于接收所述分束信号，并将所述分束信号分束为另一所述第一光信号与第二光信号；所述第一子分光件分束的所述第一光信号用于传输至所述硅光芯片的一侧的所述光放大模块，所述第二子分光件分束的所述第一光信号用于传输至所述硅光芯片的另一侧的所述光放大模块。

13.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括如权利要求1至12中任一项所述的激光雷达。

14.一种可移动设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至12中任一项所述的激光雷达；或者，

如权利要求13所述的自动驾驶系统。

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