CN219695442U - 激光雷达和车 - Google Patents
激光雷达和车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219695442U CN219695442U CN202321112604.6U CN202321112604U CN219695442U CN 219695442 U CN219695442 U CN 219695442U CN 202321112604 U CN202321112604 U CN 202321112604U CN 219695442 U CN219695442 U CN 219695442U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit board
- optical fiber
- optical
- sub
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 102
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 113
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 68
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- KWMNWMQPPKKDII-UHFFFAOYSA-N erbium ytterbium Chemical compound [Er].[Yb] KWMNWMQPPKKDII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- -1 rare earth ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000191 radiation effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本申请涉及激光探测技术领域,提供一种激光雷达和车。激光雷达包括收容壳、光源与光纤放大器,光纤放大器包括泵浦源、合束器和增益光纤。光纤放大器未设有用于同时收容光纤放大器中至少两器件的封装壳。本申请提供的激光雷达和车的有益效果是:光纤放大器包括泵浦源、合束器和增益光纤等器件,这些器件位置灵活地分散设于激光雷达的收容壳的内部,充分利用收容壳的内部空间,激光雷达的结构更加紧凑,避免因两个以上器件组合封装在封装壳内再安装到收容壳的内部导致收容壳不得不增大尺寸,解决了现有的激光雷达体积较大的技术问题,从而有利于激光雷达小型化。
Description
技术领域
本申请涉及激光探测技术领域,尤其涉及一种激光雷达和车。
背景技术
激光雷达是通过发射激光光束来探测目标物体的位置和速度等特征的雷达系统。激光雷达系统中的激光器发射激光光束到目标物体,目标物体表面反射回来的光会被激光雷达系统中的接收模块接收,根据发射光与接收到的光进行比较,做适当处理后,可确定目标物体的距离、速度与形状等信息。其中,测距性能是激光雷达的一项重要性能。为了使激光雷达的测距性能得到提升,可选择在激光雷达的内部安装光纤放大器。
一般地,光纤放大器包括增益光纤、泵浦源、合束器以及用于收容和保护上述各器件的封装壳等。光纤放大器可对激光进行放大,具有增益高、效率高、噪声低等优点。目前在激光雷达系统中应用较多的光纤放大器为掺稀土元素光纤放大器,其工作机理为:泵浦源发出的泵浦光作用于掺稀土元素增益光纤中的稀土离子,使之发生受激吸收从基态跃迁到激发态,并释放少量能量转移至亚稳态;当待放大的信号光通过时,位于亚稳态的稀土离子产生受激辐射从亚稳态跃迁至基态同时产生大量与信号光完全相同的光子,实现信号光被放大。
激光雷达中激光器输出的激光进入光纤放大器的输入端,经过光纤放大器放大后从光纤放大器的输出端发射到外界目标物体表面进行探测。
由于光纤放大器包含较多组件,所以整体体积尺寸较大,进而导致激光雷达的体积过大,不利于激光雷达小型化。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种激光雷达和车,旨在改善现有的激光雷达体积较大的现状。
第一方面,本申请提供了一种激光雷达,包括收容壳、光源与光纤放大器,所述光源与所述光纤放大器收容于所述收容壳,所述光源用于生成第一探测光,所述光纤放大器与所述光源连接,所述光纤放大器用于接收所述第一探测光并进行增益,所述光纤放大器包括泵浦源、合束器以及增益光纤,所述光纤放大器未设有用于同时收容所述光纤放大器中至少两器件的封装壳。
在其中一个实施例中,所述合束器用于接收所述第一探测光以及所述泵浦源生成的泵浦光并进行合束,以输出合束光;所述增益光纤与所述合束器连接,用于接收所述合束光并输出增益后的第二探测光。
在其中一个实施例中,所述激光雷达还包括第一电路板,所述光源安装于所述第一电路板。
在其中一个实施例中,所述泵浦源设于所述第一电路板;和/或,所述泵浦源的驱动电路设于所述第一电路板。
在其中一个实施例中,所述第一电路板为所述激光雷达的发射电路板、接收电路板或主控电路板中的一个。
在其中一个实施例中,所述激光雷达还包括第二电路板,所述泵浦源安装于所述第二电路板。其中,所述第二电路板为所述激光雷达的发射电路板、接收电路板或主控电路板中的一个。
在其中一个实施例中,所述光纤放大器还包括第一分光模块与第一光电探测器。所述第一分光模块包括第一分光器,所述第一分光器连接于所述光源与所述合束器之间,所述第一分光器用于接收所述第一探测光,并分束成第一子光束与第二子光束,所述第一子光束的功率大于第二子光束的功率,所述合束器用于接收所述第一子光束。所述第一光电探测器与所述第一分光器连接,所述第一光电探测器用于接收所述第二子光束以及检测所述第二子光束的功率。
在其中一个实施例中,所述第一分光模块还包括第一光隔离器,所述第一光隔离器连接于所述第一分光器与所述合束器之间。
在其中一个实施例中,所述光纤放大器还包括第二分光模块与第二光电探测器。所述第二分光模块连接于所述增益光纤远离所述合束器的一端,所述第二分光模块包括第二分光器,所述第二分光器用于接收所述第二探测光,并分束成第三子光束与第四子光束,所述第三子光束的功率大于第四子光束的功率,所述第三子光束用于探测所述激光雷达之外的目标。所述第二光电探测器与所述第二分光器连接,用于接收所述第四子光束以及检测所述第四子光束的功率。
在其中一个实施例中,所述第二分光模块还包括第二光隔离器,所述第二光隔离器连接于所述增益光纤与所述第二分光器之间。
在其中一个实施例中,所述第一分光器、所述第一光隔离器、所述合束器、所述增益光纤、所述第二分光器以及所述第二光隔离器之间的光纤连接方式为光纤熔接方式。
在其中一个实施例中,所述光源及所述泵浦源中任意一者与所述第一光电探测器之间的距离大于10mm。
在其中一个实施例中,所述光源及所述泵浦源中任意一者与所述第二光电探测器之间的距离大于10mm。
在其中一个实施例中,沿预设方向观察,所述合束器与所述第一分光模块位于所述光源与所述泵浦源之间。其中,所述预设方向平行于所述第一电路板,并垂直于所述光源指向所述泵浦源的方向。
第二方面,本申请提供了一种车,包括车身以及上述任一项所述的激光雷达,所述激光雷达安装于所述车身。
本申请提供的激光雷达和车的有益效果是:光纤放大器与光源连接,光纤放大器用于接收光源生成的第一探测光并进行增益,提升了激光雷达的测距性能,其中,光纤放大器包括泵浦源、合束器和增益光纤等器件,这些器件位置灵活地分散设于激光雷达的收容壳的内部,充分利用收容壳的内部空间,激光雷达的结构更加紧凑,避免因两个以上器件组合封装在封装壳内再安装到收容壳的内部导致收容壳不得不增大尺寸,改善了现有的激光雷达体积较大的现状,从而有利于激光雷达小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请其中一实施例提供的激光雷达的工作示意图;
图2为激光雷达中的一种光纤放大器的构成示意图;
图3为图2中的光纤放大器的第一光电探测器的结构示意图;
图4为图2中的光纤放大器的第二光电探测器的结构示意图;
图5为具有光纤放大器的激光雷达的内部结构示意图;
图6为具有光纤放大器的激光雷达的又一内部结构示意图;
图7为激光雷达中的又一种光纤放大器的构成示意图;
图8为本申请其中一实施例提供的车的示意图。
其中,图中各附图标记:
1、激光雷达;
10、光源;20、光纤放大器、30、扫描模块;40、发射电路板;50、接收模块;51、接收电路板;60、收容壳;70、主控电路板;
21、第一分光器;22、第一光电探测器;221、第一光电二极管;222、第一光电处理电路;23、第一光隔离器;24、合束器;25、泵浦源;251、泵浦源控制驱动电路;26、增益光纤;27、第二光隔离器;28、第二分光器;29、第二光电探测器;291、第二光电二极管;292、第二光电处理电路;
2、车身;
3、车。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征,结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方,并非所有的指代都是相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征,结构或特性。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参考图1,激光雷达1是通过发射激光光束来探测目标物体的位置和速度等特征的雷达系统。激光雷达1的光源10发射的激光光束经过扫描模块30出射到目标物体,目标物体的表面反射回来的回波光经过扫描模块30后被激光雷达1的接收模块50接收,对发射光与接收到的回波光进行分析,并进行信号处理后,可获得目标物体的距离、速度与形状等信息。
光纤放大器20可对光源10发射的激光光束进行放大,具有增益高、效率高、噪声低等优点。光纤放大器20应用于激光雷达1时,光源10发射的激光光束进入光纤放大器20的输入端,经过光纤放大器20放大后从光纤放大器20的输出端输出,并通过扫描模块30发射到外界的目标物体的表面进行探测。
请结合图1和图2,本实施例提供的激光雷达1包括光源10、光纤放大器20和收容壳60。光源10与光纤放大器20收容于收容壳60,光源10用于生成第一探测光。光源10与光纤放大器20连接,具体地,光源10连接于光纤放大器20的输入端。光源10输出的第一探测光为单波长或者多波长,第一探测光为连续光或者脉冲光,第一探测光的波长范围可选为1530nm~1565nm。
请结合图2,光纤放大器20用于接收上述第一探测光,并进行增益。该光纤放大器20包括合束器24、泵浦源25和增益光纤26,该光纤放大器20未设有用于同时收容上述至少两器件的封装壳。接下来,以该光纤放大器20为同向泵浦光纤放大器为例,对该光纤放大器20的具体结构作出说明。
泵浦源25用于生成泵浦光。具体地,泵浦源25为单模泵浦光源、多模泵浦光源中至少一种。泵浦源25为单模泵浦光源时,输出恒定光功率,光功率范围为100mW~1000mW,单模泵浦光源输出的泵浦光的波长包括915nm、940nm、960nm、97 6nm或980nm中的至少一种。泵浦源25还可以是多模泵浦光源,输出恒定光功率,光功率范围为1W~20W,多模泵浦光源输出的泵浦光的波长为900nm~1000nm。具有多种输出波长或各种输出光功率的泵浦源25有利于激光雷达1在探测不同的目标物体时进行选择,获得更好的探测效果,而更大功率的光输出功率能获得更远的探测距离,或者大功率的光输出功率与小功率的光输出功率进行结合,便于激光雷达1在探测不同距离的目标物体时进行选择,有利于降低激光雷达1的功耗。
合束器24用于接收第一探测光以及泵浦光并进行合束,以输出合束光。合束器24与增益光纤26连接,增益光纤26用于接收合束光并输出增益后的第二探测光。泵浦光在增益光纤26中产生粒子数反转从而逐渐被消耗,而第一探测光则由于受激辐射作用产生了放大,增益后形成第二探测光,并从光纤放大器20的输出端发射到外界用于探测外界的目标物体,从而提升了激光雷达1的测距性能。
增益光纤26为掺铒光纤、铒镱共掺光纤中至少一种。当泵浦源25的泵浦光源为上述内容中的单模泵浦光源时,增益光纤26为掺铒光纤;当泵浦源25的泵浦光源为上述内容中的多模泵浦光源时,增益光纤26为铒镱共掺光纤;当泵浦源25的泵浦光源为上述内容中的单模泵浦光源和多模泵浦光源同时使用时,增益光纤26为多段增益光纤,其中既有掺铒光纤也有铒镱共掺光纤。这样便于光纤放大器20根据激光雷达1在各种场景下选择最合适的泵浦源25及增益光纤26的组合对目标物体进行探测,以获得更好的探测效果。具体地,增益光纤26的直径为200μm~300μm;增益光纤26的长度小于或等于10m。这样的尺寸有利于控制光纤放大器20的体积,从而有利于激光雷达1小型化。
在一些实施例中,参见图2,光纤放大器20还包括第一分光模块与第一光电探测器22。第一分光模块包括第一分光器21,第一分光器21连接于光源10与合束器24之间,第一分光器21用于接收第一探测光,并分束成第一子光束与第二子光束,第一子光束的功率大于第二子光束的功率,例如,第一分光器21的分光比为(99.99%~95%):(0.01%~5%)。第一子光束发送至合束器24。
第一光电探测器22与第一分光器21连接,第一光电探测器22用于接收第二子光束以及检测第二子光束的功率,从而基于第二子光束的光功率调整光源10的光输出功率,实现对光纤放大器20进行按需调整,提高了光纤放大器20的使用率,降低了激光雷达1的整体功耗。
在一个实施例中,结合图3,第一光电探测器22包括第一光电二极管221和第一光电处理电路222。第一光电探测器22基于第一光电二极管221感应第二子光束,并采用第一光电处理电路222检测第二子光束的光功率,以基于第二子光束的光功率的变化对光源10的光输出功率进行调整。
具体地,结合图2,第一分光模块还包括第一光隔离器23,第一光隔离器23连接于第一分光器21与合束器24之间,用于隔离第一分光器21和合束器24,使得第一分光器21分束出的第一子光束单向地发送至合束器24,而通过合束器24回波反射的光能够被第一光隔离器23很好地隔离,提高光波传输效率。
在一个实施例中,结合图2,光纤放大器20还包括第二分光模块与第二光电探测器29。第二分光模块连接于增益光纤26远离合束器24的一端,第二分光模块包括第二分光器28,第二分光器28用于接收第二探测光,并分束成第三子光束与第四子光束,第三子光束的功率大于第四子光束的功率,例如第二分光器28的分光比为(99.99%~95%):(0.01%~5%)。第三子光束用于探测激光雷达1之外的目标物体。
第二光电探测器29与第二分光器28连接,用于接收第四子光束以及检测第四子光束的功率,以便于基于第四子光束的光功率的变化对第三子光束的光输出功率以及泵浦源25的光输出功率进行调整,实时地监控光源10的光输出功率、增益光纤26放大后的光输出功率以及泵浦源25的光输出功率,除了直接调整增益光纤26放大后的光输出功率外,还能随时根据激光雷达1的扫描模块30的需求通过调整光源10的光输出功率以及泵浦源25的光输出功率来调整光纤放大器20的光输出功率,从而避免只调整增益光纤26放大后的光输出功率而造成部分能量的浪费。
在一个实施例中,结合图4,第二光电探测器29包括第二光电二极管291和第二光电处理电路292。第二光电探测器29基于第二光电二极管291感应第四子光束,并采用第二光电处理电路292检测第四子光束的光功率,并基于第四子光束的光功率的变化对泵浦源25的光输出功率进行调整。
至于上述第一分光器21或第二分光器28的分光比,其是根据光源10的光输入功率与放大后第二探测光的光输出功率的光功率范围以及第一光电二极管221和第二光电二极管291的光功率工作范围进行设置。
具体地,结合图2,第二分光模块还包括第二光隔离器27,第二光隔离器27连接于增益光纤26与第二分光器28之间,使得增益光纤26输出的第二探测光单向地发送至第二分光器28,而通过第二分光器28回波反射的光能够被第二光隔离器27很好地隔离,提高光波传输效率。
现有技术的光纤放大器20包括封装壳以及收容于该封装壳之内的较多的器件,因此光纤放大器20的整体体积尺寸较大。由于激光雷达1在往小型化的方向发展,故光纤放大器20也向着小型化、集成化的方向发展,以便融入小体积的激光雷达1中。现有技术的光纤放大器20都是作为一个整体进行小型化,例如封装于封装壳内再内置于激光雷达1中,使得激光雷达1的尺寸仍受限于光纤放大器20的整体体积。
在一些实施例中,结合图5,光纤放大器20未设有用于同时收容光纤放大器20中至少两器件的封装壳,每一器件均显露于激光雷达1的收容壳60之内。换言之,光纤放大器20包括合束器24、泵浦源25和增益光纤26等器件,这些器件位置灵活地设于激光雷达1的收容壳60的内部,充分利用收容壳60的内部空间,使得激光雷达1的结构更加紧凑,进而可避免因两个以上器件封装在封装壳内再安装到收容壳60的内部导致收容壳60不得不增大尺寸的弊端,因此有利于激光雷达1小型化。当拆除该激光雷达1的收容壳60时,上述光源10、泵浦源25、合束器24、增益光纤26、第一分光模块、第一光电探测器22、第二分光模块与第二光电探测器29均可直接观察到,或经由简易地拆分即可观察到。
在一个实施例中,结合图5,激光雷达1还包括第一电路板,光源10安装于第一电路板。具体地,第一电路板为激光雷达1的发射电路板40、接收电路板51或主控电路板70中的一个。相比光源10通过支架等结构安装于收容壳60的内部,光源10通过封装、点胶、焊接等方式安装于第一电路板,充分利用第一电路板上的安装空间,有利于减小激光雷达1的体积。
可选地,泵浦源25设于第一电路板。例如,泵浦源25通过封装、点胶、焊接等方式设于第一电路板,充分利用第一电路板上的安装空间,提高了激光雷达1的集成度,进一步降低了光纤放大器20的体积,以及降低了激光雷达1的体积和成本。
并且,光源10和泵浦源25均为激光器,二者均集成于同一电路板,便于光源10的控制驱动电路、泵浦源25的控制驱动电路和第一电路板的硬件设计及电路布局。
可选地,泵浦源25的驱动电路设于第一电路板。换言之,泵浦源控制驱动电路251集成于第一电路板,便于泵浦源控制驱动电路251和第一电路板的硬件设计及电路布局。
在另一个实施例中,激光雷达1还包括第二电路板,泵浦源25安装于第二电路板。可选地,第二电路板为激光雷达1的发射电路板40、接收电路板51或主控电路板70中的一个,且与第一电路板不同。类似地,泵浦源25可通过封装、点胶、焊接等方式设于第二电路板。由于光源10和泵浦源25的光输出功率较高,产生的热量多,二者分开设置在不同的电路板有利于散热。
不管光源10和泵浦源25是共同安装于同一电路板,还是分开设置于不同的电路板,为了减少热量对光源10和泵浦源25的光输出功率的影响,在泵浦源25和光源10工作时需要进行散热。例如,泵浦源25及光源10的底面贴在一个散热面积大的散热面上,然后将该散热面设置于激光雷达1的外壳的内壁,或者在激光雷达1内部对泵浦源25及光源10采用风扇等热对流方式进行散热,或者进行其他的热辐射等有效散热方式。
在图5的示例中,沿图5所示的预设方向X观察,合束器24与第一分光模块位于泵浦源25的一侧,光源10位于泵浦源25的另一侧。其中,预设方向X平行于第一电路板(可参考图5中的发射电路板40),并垂直于光源10指向泵浦源25的方向。当然,即使本示例中合束器24、第一分光模块、泵浦源25与光源10之间是按照上述位置关系设置的,但本申请并不局限于此;例如,在本申请其他的一些示例中,沿上述预设方向X观察,合束器24与第一分光模块亦可以位于光源10与泵浦源25之间。该设置使得光源10与泵浦源25分设于合束器24与第一分光模块的两侧,从而有利于保证光源10和泵浦源25之间具有足够的散热间隔,以避免光源10的热量积累对泵浦源25的正常工作造成影响。而至于光源10与泵浦源25是否设于同一电路板,即上述发射电路板40、接收电路板51和主控电路板70中的同一个,本申请不对其作出限定。
在其中一个实施例中,结合图5和图6,由于第一光电探测器22和第二光电探测器29的功能类似,二者均集成于同一电路板,有利于简化电路布局。具体地,第一光电探测器22和第二光电探测器29集成于发射电路板40、接收电路板51或主控电路板70中的一个。可选地,第一光电探测器22的第一光电二极管221和第二光电探测器29的第二光电二极管291采用晶体管外形(Transistor Outline,TO)封装。
不管第一光电探测器22和第二光电探测器29是否与光源10或泵浦源25位于同一电路板,为了避免光源10或泵浦源25产生的热量对第一光电探测器22和第二光电探测器29的暗电流与响应度等性能产生影响,需要考虑第一光电探测器22和第二光电探测器29的散热问题。例如,在一些实施例中,光源10及泵浦源25中任意一者与第一光电探测器22之间的距离L1大于10mm,从而保证第一光电探测器22与热源之间具有足够的散热间隔。又例如,在另一些实施例中,光源10及泵浦源25中任意一者与第二光电探测器29之间的距离L2大于10mm,从而保证第二光电探测器29与热源之间具有足够的散热间隔。
在图5的示例中,泵浦源25、泵浦源控制驱动电路251、第一光电探测器22以及第二光电探测器29集成于同一电路板。这样进行集成后,光纤放大器20的泵浦源25、泵浦源控制驱动电路251、第一光电探测器22以及第二光电探测器29脱离了原来的光纤放大器20,与激光雷达1的电路板进行了集成,提高了激光雷达1的集成度,由于无需采用原来的光纤放大器20的封装壳,进一步降低了光纤放大器20的体积,以及进一步降低了激光雷达1的体积。
在一个实施例中,由于合束器24和增益光纤26在工作过程中会存在发热的现象,为此,合束器24和增益光纤26贴在一个散热面积大的散热面上,然后将该散热面设置于收容壳60的内壁,或者在激光雷达1内部对合束器24和增益光纤26采用风扇等热对流方式进行散热,或者进行其他的热辐射等有效散热方式。
在一个实施例中,结合图5,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、增益光纤26、第二分光器28以及第二光隔离器27之间的光纤连接方式为光纤熔接方式,这样有利于降低光纤传输的损耗。
结合图5,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、增益光纤26、第二分光器28以及第二光隔离器27分立设置于激光雷达1的内部空间。各零部件分立设置于激光雷达1的内部空间,能够充分利用激光雷达1的内部空间,避免内部空间的浪费,进一步降低激光雷达1的成本。
可以理解,在另一个实施例中,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、增益光纤26、第二分光器28以及第二光隔离器27集成为光纤放大模块并设置于激光雷达1的内部空间。如此设计将各零部件集成为光纤放大模块,并设置于激光雷达1的内部空间,能提高光纤放大模块的可靠性,有利于降低激光雷达1整机的组装的复杂度。
需要说明的是,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、第二分光器28以及第二光隔离器27可以采用光纤熔接的方式先连接好后再集成或分立设置在激光雷达1的内部空间,例如激光雷达1的各内壁或电路板,也可以将各器件单独固定在激光雷达1的内部空间后,再通过光纤熔接的方式连接起来。具体实施中,在各光纤熔接点位置套设套管,便于保护光纤熔接点,防止光纤断裂。套管可以为热缩套管,热缩套管的长度小于或等于3cm,热缩后热缩套管的直径小于或等于2mm。可选地,光纤放大器的各器件和热缩套管的固定方式为点胶固定,或者为机械固定。进行各器件固定的时候,各器件所在的空间位置要大于或者等于光纤的弯曲半径,避免光纤弯曲半径过小造成光纤的损坏,从而降低光纤的传输损耗。
需要说明的是,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、第二分光器28以及第二光隔离器27都为金属管封装,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、第二分光器28以及第二光隔离器27的直径均小于或者等于6mm,第一分光器21、第一光隔离器23、合束器24、第二分光器28以及第二光隔离器27长度均小于或者等于6cm。故不管是将各零部件集成为光纤放大模块或者分立后再设置于激光雷达1的内部空间,均能提高激光雷达1的内部空间的有效利用率,以便降低激光雷达1的成本。
需要说明的是,光纤放大器20中的第一分光器21、第一光电探测器22、第一光隔离器23、合束器24、泵浦源25、增益光纤26、第二光隔离器27、第二分光器28、第二光电探测器29的数量均为至少一个,各器件具体的数量根据激光雷达1对于光纤放大器的需求进行设定,以便于激光雷达1获得更好的探测效果。
关于该激光雷达1,最后值得一提的是,即使上述实施例是以光纤放大器20为同向泵浦光纤放大器为例进行说明的,但本申请并不局限于此;在本申请的其他实施例中,该光纤放大器20亦可以为反向泵浦光纤放大器,亦或是双向泵浦光纤放大器。例如,在一些实施例中,上述光纤放大器20为反向泵浦光纤放大器,该反向泵浦光纤放大器仍包括泵浦源25、合束器24、增益光纤26、第一分光模块、第一光电探测器22、第二分光模块、第二光电探测器29;其与上述实施例中同向泵浦光纤放大器的主要不同在于:该反向泵浦光纤放大器中,合束器24位于增益光纤26的光路下游。
具体地,请参阅图7,其示出了本申请其中另一实施例中光纤放大器20的示意图,该光纤放大器20为反向泵浦光纤放大器。其中,增益光纤26用于接收上述第一探测光。合束器24设于增益光纤26的光路下游,即连接于增益光纤26背离光源10的一端。该合束器24分别连接有增益光纤26与泵浦源25,其用于将泵浦光引导向增益光纤26,以及接收并输出增益光纤26进行增益后的第二探测光。第一分光模块包括第一分光器21;该第一分光器21位于增益光纤26的光路上游,其连接于上述光源10与增益光纤26背离合束器24的一端之间。第一光电探测器22连接于第一分光器21;如此,上述第一分光器21一方面接收光源10发出的第一探测光,并分束成向增益光纤26传播的第一子光束以及向上述第一光电探测器22传播的第二子光束。此外,第一分光模块还包括第一光隔离器23;该第一光隔离器23连接于第一分光器21与增益光纤26之间,其用于接收上述第一子光束并将第一子光束导向增益光纤26。
第二分光模块包括第二分光器28;该第二分光器28位于合束器24的光路下游。第二光电探测器29连接于第二分光器28;如此,上述第二分光器28一方面接收合束器24射出的第二探测光,并分束成射向激光雷达1之外的第三子光束以及向上述第二光电探测器29传播的第四子光束。此外,第二分光模块还包括第二光隔离器27;该第二光隔离器27连接于合束器24与第二分光器28之间,其用于接收上述第二探测光并将第二探测光导向第二分光器28。
本申请还提供一种车,请参阅图8,其示出了该车3的示意图,该车3包括车身2以及上述任一实施例所述的激光雷达1,激光雷达1安装于该车身2。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的模块,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的模块实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种激光雷达,其特征在于,包括收容壳、光源与光纤放大器,所述光源与所述光纤放大器收容于所述收容壳,所述光源用于生成第一探测光;
所述光纤放大器与所述光源连接,所述光纤放大器用于接收所述第一探测光并进行增益,所述光纤放大器包括泵浦源、合束器以及增益光纤,所述光纤放大器未设有用于同时收容所述光纤放大器中至少两器件的封装壳。
2.根据权利要求1所述的激光雷达,其特征在于:
所述合束器用于接收所述第一探测光以及所述泵浦源生成的泵浦光并进行合束,以输出合束光;
所述增益光纤与所述合束器连接,用于接收所述合束光并输出增益后的第二探测光。
3.根据权利要求1所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达还包括第一电路板,所述光源安装于所述第一电路板。
4.根据权利要求3所述的激光雷达,其特征在于,所述泵浦源设于所述第一电路板;和/或,所述泵浦源的驱动电路设于所述第一电路板。
5.根据权利要求3所述的激光雷达,其特征在于,所述第一电路板为所述激光雷达的发射电路板、接收电路板或主控电路板中的一个。
6.根据权利要求3所述的激光雷达,其特征在于,所述激光雷达还包括第二电路板,所述泵浦源安装于所述第二电路板;
其中,所述第二电路板为所述激光雷达的发射电路板、接收电路板或主控电路板中的一个。
7.根据权利要求2所述的激光雷达,其特征在于,所述光纤放大器还包括第一分光模块与第一光电探测器;
所述第一分光模块包括第一分光器,所述第一分光器连接于所述光源与所述合束器之间,所述第一分光器用于接收所述第一探测光,并分束成第一子光束与第二子光束,所述第一子光束的功率大于第二子光束的功率,所述合束器用于接收所述第一子光束;
所述第一光电探测器与所述第一分光器连接,所述第一光电探测器用于接收所述第二子光束以及检测所述第二子光束的功率。
8.根据权利要求7所述的激光雷达,其特征在于,所述第一分光模块还包括第一光隔离器,所述第一光隔离器连接于所述第一分光器与所述合束器之间。
9.根据权利要求7所述的激光雷达,其特征在于,所述光纤放大器还包括第二分光模块与第二光电探测器;
所述第二分光模块连接于所述增益光纤远离所述合束器的一端,所述第二分光模块包括第二分光器,所述第二分光器用于接收所述第二探测光,并分束成第三子光束与第四子光束,所述第三子光束的功率大于第四子光束的功率,所述第三子光束用于探测所述激光雷达之外的目标;
所述第二光电探测器与所述第二分光器连接,用于接收所述第四子光束以及检测所述第四子光束的功率。
10.根据权利要求9所述的激光雷达,其特征在于,所述第二分光模块还包括第二光隔离器,所述第二光隔离器连接于所述增益光纤与所述第二分光器之间。
11.根据权利要求9所述的激光雷达,其特征在于:
所述光源及所述泵浦源中任意一者与所述第一光电探测器之间的距离大于10mm;和/或,
所述光源及所述泵浦源中任意一者与所述第二光电探测器之间的距离大于10mm。
12.根据权利要求7所述的激光雷达,其特征在于,沿预设方向观察,所述合束器与所述第一分光模块位于所述光源与所述泵浦源之间;
其中,所述激光雷达还包括第一电路板,所述光源安装于所述第一电路板,所述预设方向平行于所述第一电路板,并垂直于所述光源指向所述泵浦源的方向。
13.一种车,其特征在于,包括车身以及如权利要求1至12中任一项所述的激光雷达,所述激光雷达安装于所述车身。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202221998927 | 2022-07-29 | ||
CN2022219989275 | 2022-07-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN219695442U true CN219695442U (zh) | 2023-09-15 |
Family
ID=87945727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202321112604.6U Active CN219695442U (zh) | 2022-07-29 | 2023-05-09 | 激光雷达和车 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN219695442U (zh) |
-
2023
- 2023-05-09 CN CN202321112604.6U patent/CN219695442U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10852398B2 (en) | Vehicle-mounted light detection and ranging (LIDAR) system | |
CA2360972A1 (en) | Semiconductor laser module and raman amplifier using the module | |
CN110233413A (zh) | 一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统 | |
US6618405B2 (en) | Semiconductor laser module and amplifier using the module | |
CN219695442U (zh) | 激光雷达和车 | |
JP5367446B2 (ja) | 光増幅装置および光伝送システム | |
US11217958B2 (en) | Semiconductor laser diode light source package | |
US7319707B2 (en) | L-band light source | |
US6470113B1 (en) | Broadband light source using seed-beam | |
EP1030415A2 (en) | Optical fiber amplifier and method of amplifying an optical signal | |
EP3679425B1 (en) | Micro-optical bench architecture for master oscillator power amplifier (mopa) | |
CN219937587U (zh) | 激光光源和光纤激光器 | |
CN210182769U (zh) | 一种光纤放大器 | |
WO2012072524A1 (en) | A double-pass tapered laser amplifier | |
Codemard et al. | High-brightness, pulsed, cladding-pumped Raman fiber source at 1660 nm | |
CN215955684U (zh) | 应用于激光雷达的脉冲光纤激光器装置 | |
KR20180092278A (ko) | 파이버 레이저 | |
CN113851916B (zh) | 激光雷达用光纤激光器装置 | |
WO2023102755A1 (en) | Integrated optical amplification systems | |
CN113659414A (zh) | 应用于激光雷达的脉冲光纤激光器装置 | |
JP2890654B2 (ja) | 分布型光ファイバー温度センサー | |
Bowers et al. | High peak power, short-pulse, eyesafe fiber laser for radar applications | |
CN116154591A (zh) | 一种一体式封装的激光器模块及光纤激光器 | |
CN117477353A (zh) | 种子源及激光放大系统 | |
JP2005523582A (ja) | 超小型で低コストで高出力のレーザ・システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |