DE102008012028A1 - Device for laser Doppler velocity measurement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung, umfassend eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahles mit einer Frequenz f0 sowie eines zweiten Lichtstrahls, dessen Frequenz gegenüber der ersten Frequenz um eine Frequenz fS frequenzverschoben ist und somit eine zweite Frequenz f0 + fS aufweist, wobei der erste Lichtstrahl an einem bewegten Objekt reflektiert wird und der reflektierte erste Lichtstrahl eine dopplerverschobene Frequenz f0 + fD aufweist; sowie eine Detektionseinrichtung zur Ermittlung einer Schwebungsfrequenz fSW aus der Überlagerung des zweiten Lichtstrahls mit der Frequenz f0 + fS und dem reflektierten ersten Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fD. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahles und eines zweiten um fS frequenzverschobenen Lichtstrahles ein einziger Halbleiterlaser ist.The invention relates to a device for laser Doppler velocity measurement, comprising means for generating a first light beam having a frequency f0 and a second light beam whose frequency is frequency-shifted with respect to the first frequency by a frequency fS and thus has a second frequency f0 + fS wherein the first light beam is reflected at a moving object and the reflected first light beam has a Doppler shifted frequency f0 + fD; and a detection device for determining a beat frequency fSW from the superposition of the second light beam with the frequency f0 + fS and the reflected first light beam with the frequency f0 + fD. The invention is characterized in that the means for generating a first light beam and a second frequency-shifted by fS light beam is a single semiconductor laser.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung, sowie ein Verfahren zur Messung der Laser-Doppler-Geschwindigkeit und eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung.The The invention relates to a device for laser Doppler velocity measurement, and a method of measuring the laser Doppler velocity and a use of such a device.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung bekannt geworden. Diese Art der Geschwindigkeitsmessung beruht auf der Tatsache, dass beim optischen Doppler-Effekt bei der Reflektion von Licht an einem bewegten Objekt eine Frequenzverschiebung erfolgt, derart, dass für die Frequenz des reflektierten Lichtstrahles in der Näherung für kleine Werte von v gilt, f = f0(1 + v/c) = f0 + fD, wobei v die Geschwindigkeit des Objektes ist und c die Lichtgeschwindigkeit. Die Dopplerfrequenz ist dann: fD = v/c. Je nachdem, ob die Quelle sich auf den Detektor zu oder vom Detektor fort bewegt, ändert sich das Vorzeichen der Geschwindigkeit v des Objektes und die Frequenz verringert beziehungsweise erhöht sich gegenüber der Frequenz des nicht reflektierten Lichtstrahles.The prior art has disclosed methods and apparatus for laser Doppler velocity measurement. This type of speed measurement is based on the fact that the optical Doppler effect in the reflection of light on a moving object is a frequency shift, such that the frequency of the reflected light beam in the approximation for small values of v, f = f 0 (1 + v / c) = f 0 + f D , where v is the velocity of the object and c is the speed of light. The Doppler frequency is then: f D = v / c. Depending on whether the source is moving toward or away from the detector, the sign of the velocity v of the object changes and the frequency decreases or increases relative to the frequency of the non-reflected light beam.

Ein Problem bei der Messung der Geschwindigkeit des Objektes ist, dass zwar der Betrag der Frequenzverschiebung gemessen werden kann, nicht jedoch auf einfache Art und Weise ihre Richtung. Um die Fortbewegungsrichtung des bewegten Objektes relativ zur Detektionseinheit bestimmen zu können, hat man daher im Stand der Technik nicht direkt die veränderte Frequenz des Lichtes detektiert, sondern Schwebungen zwischen zwei Lichtstrahlen, nämlich einem ersten Lichtstrahl, der eine um die Dopplerfrequenz verschobene Frequenz f0 + fD aufweist und einem zweiten Lichtstrahl, der gezielt um eine Frequenz fS gegenüber der Referenzfrequenz f0 verschoben ist. Durch die Vermessung der Schwebungsfrequenz fsw zwischen dem gezielt um die Frequenz fS frequenzverschobenen Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fS und dem dopplerverschobenen Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fD kann die Bewegungsrichtung bestimmt werden.One problem with measuring the velocity of the object is that while the amount of frequency shift can be measured, it does not easily measure its direction. In order to be able to determine the direction of travel of the moving object relative to the detection unit, it has therefore not directly detected the changed frequency of the light in the prior art, but beats between two light beams, namely a first light beam having a frequency f 0 + shifted by the Doppler frequency f D and a second light beam, which is selectively shifted by a frequency f S with respect to the reference frequency f 0 . By measuring the beat frequency f sw between the targeted f to the frequency S frequency-shifted light beam having the frequency f 0 + f S and the Doppler shifted light beam having the frequency f 0 + f D, the moving direction can be determined.

Für die Schwebungsfrequenz fSW, das heißt die Frequenz der Überlagerungsschwingung, die durch die Überlagerung der beiden Teilschwingungen in den Frequenzen f0 + fD und f0 + fS erhalten wird, gilt: fSW = (f0 + fD – f0 + fS)/2 For the beat frequency f SW , that is to say the frequency of the superposition oscillation obtained by the superimposition of the two partial oscillations in the frequencies f 0 + f D and f 0 + f S , the following applies: f SW = (f 0 + f D - f 0 + f S ) / 2

Wie hieraus zu entnehmen ist, ist fSW größer als fS für ein sich fortbewegendes Objekt und fSW ist kleiner als fS bei einem sich nähernden Objekt.As can be seen, f SW is greater than f S for a moving object and f SW is less than f S for an approaching object.

Gemäß dem Stand der Technik wie er beispielsweise in J. Phys. E: Sci. Instrum. Vol. 13, 1980, „Performance study of an acousto-optic frequenzy shifter in a CO₂ laser velocimeter” von W. R. M. Pommeroy et al. niedergelegt ist, wird eine derartige Frequenzverschiebung des Lichtes um eine Frequenz fS zu einer Wellenlänge f0 + fS mit einem akustooptischen Modulator vorgenommen. Der akustooptische Modulator ist gemäß der o. g. Schrift aus J. Phys. ein aus Germanium bestehender akustooptischer Modulator der den Frequenzshift fs zur Verfügung stellt.According to the state of the art as it is for example in J. Phys. E: Sci. Instrum. Vol. 13, 1980, "Performance study of an acousto-optic frequency shifter in a CO₂ laser velocimeter" from WRM Pommeroy et al. is set down, such a frequency shift of the light is made by a frequency f S to a wavelength f 0 + f S with an acousto-optic modulator. The acousto-optic modulator is according to the above Scripture from J. Phys. an germanium-based acousto-optic modulator that provides the frequency shift f s .

Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass ein separates akustooptisches Bauelement benötigt wird, um die Frequenzverschiebung zu erreichen. Dieses separate akustooptische Bauelement muss ganz exakt im Strahlengang platziert werden und benötigt für eine effiziente Frequenzverschiebung eine sehr aufwendige elektrische Ansteuerung.adversely on such an arrangement is that a separate acousto-optic Component is needed to increase the frequency shift to reach. This separate acousto-optic device has to be very precise be placed in the beam path and needed for an efficient frequency shift a very expensive electrical Control.

Des Weiteren müssen für die Frequenzverschiebungen hohe Frequenzen mit hoher Leistung zur Verfügung gestellt werden, was insbesondere negative Auswirkungen auf die Größe des Messsystems hat.Of Further need for the frequency shifts high frequencies provided with high power which, in particular, negatively affect the size of the measuring system has.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein System zur Verfügung zu stellen, dass auf einfache Art und Weise ein stabiles frequenzverschobenes Signal zur Verfügung stellt, wobei ein zusätzliches Bauelement zur Verschiebung der Referenzstrahlen weitgehend vermieden werden soll.task Thus, the invention is the disadvantages of the prior art overcome and in particular a system available to put that in a simple way a stable frequency-shifted Signal provides, with an additional Component for shifting the reference beams largely avoided shall be.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahls mit einer Frequenz f0 sowie eines zweiten Lichtstrahls der um fS frequenzverschoben ist und eine zweite Frequenz f0 + fS aufweist, zur Verfügung gestellt wird. Der erste Lichtstrahl wird an einem bewegten Objekt reflektiert und weist dann eine dopplerverschobene Frequenz f0 + fD auf. Die Vorrichtung umfasst neben der Einrichtung zur Erzeugung der ersten und zweiten Lichtstrahlen eine Detektionseinrichtung zur Ermittlung einer Schwebungsfrequenz fSW aus dem zweiten Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fS und dem reflektierten Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fFD. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Erzeugung des ersten Lichtstrahls mit der ersten Frequenz und des zweiten um fS frequenzverschobenen Lichtstrahls ein einziger Halbleiterlaser ist.According to the invention the object is achieved in that in a device for laser Doppler velocity measurement, a device for generating a first light beam having a frequency f 0 and a second light beam is frequency-shifted by f S and has a second frequency f 0 + f S , is made available. The first light beam is reflected at a moving object and then has a Doppler-shifted frequency f 0 + f D. In addition to the device for generating the first and second light beams, the device comprises a detection device for determining a beat frequency f SW from the second light beam at the frequency f 0 + f S and the reflected light beam at the frequency f 0 + f FD . According to the invention, it is provided that the device for generating the first light beam with the first frequency and the second frequency-shifted light beam by f S is a single semiconductor laser.

Bevorzugt ist der Halbleiterlaser ein so genannter VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). VCSEL sind Halbleiterlaser, bei denen das Licht normal zur Ebene des Wafers, auf dem der Halbleiterlaser aufgebaut ist, abgestrahlt wird, im Gegensatz zu kantenemittierenden Halbleiterlasern, bei denen das Licht an ein oder zwei Flanken des Halbleiterchips austritt. Der Laserresonator bei einem VCSEL wird durch zwei parallel zur Ebene des Wafers angeordnete DBR-Spiegel (sogenannte Distributed Bragg Reflektoren) gebildet, zwischen denen eine aktive Zone für die Erzeugung des Lichtes eingebettet ist. Die DBR-Spiegel sind aus Schichten mit abwechselnd niedriger und hoher Brechzahl aufgebaut, die jeweils eine optische Dicke von einem Viertel der Laserwellenlänge im Material haben. Dadurch können innerhalb des VCSEL Intensitätsreflektivitäten von über 95% realisiert werden. Die Ladungsträgerinjektion erfolgt bei VCSEL durch ein Elektrodenpaar an der Ober- und Unterseite des VCSEL. Die zwischen den beiden DBR-Spiegeln ausgebildete laseraktive Zone ist typischerweise rotationssymmetrisch, beispielsweise zylinderförmig. Der Durchmesser der zylinderförmigen aktiven Region beträgt beispielsweise 10 μm, die Dicke 1 bis 3 μm.The semiconductor laser is preferably a so-called VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). VCSELs are semiconductor lasers in which the light is radiated normal to the plane of the wafer on which the semiconductor laser is constructed, as opposed to edge emitting semiconductor lasers in which the light exits at one or two edges of the semiconductor chip. The laser resonator at a VC SEL is formed by two DBR (Distributed Bragg Reflector) mirrors arranged parallel to the plane of the wafer, between which an active zone for the generation of the light is embedded. The DBR mirrors are composed of layers of alternating low and high refractive index, each having an optical thickness of one quarter of the laser wavelength in the material. As a result, intensity reflectivities of more than 95% can be realized within the VCSEL. The charge carrier injection takes place in VCSEL by a pair of electrodes on the top and bottom of the VCSEL. The laser-active zone formed between the two DBR mirrors is typically rotationally symmetrical, for example cylindrical. The diameter of the cylindrical active region is for example 10 microns, the thickness 1 to 3 microns.

Betreffend VCSEL wird auf M. Brown „The Optics Encyclopedia, Vol. 2, Seite 1270 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich mit eingeschlossen wird.Regarding VCSEL will open M. Brown "The Optics Encyclopedia, Vol. 2, page 1270 whose disclosure is fully included.

Es ist nun möglich, einen VCSEL so auszubilden, dass im Resonator zwei Schwingungsmoden ausbreitungsfähig sind. Ein derartiger VCSEL emittiert dann zwei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen, wobei die Wellenlängen einen definierten Frequenzabstand aufweisen. Die Ausbreitung zweier Moden in einem VCSEL ist beispielsweise dann möglich, wenn die Rotationssymmetrie der laseraktiven Zone gebrochen wird und die laseraktive Zone beispielsweise im Querschnitt statt einer kreisförmigen Form elliptische Form aufweist. Die Ausbreitung von zwei Strahlen im definierten Frequenzabstand gleichzeitig gelingt insbesondere für transversale Moden. Es werden dann vorteilhafterweise aus dem VCSEL gleichzeitig zwei Lichtstrahlen unterschiedlicher Frequenz emittiert. Alternativ hierzu könnte der VCSEL auch so angesteuert werden, dass zwei zueinander orthogonal polarisierten Moden ausgebildet werden. Die Ausbildung von zwei zueinander orthogonal polarisierte Moden in einem VCSEL ist beispielsweise in IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, Vol. 45, No. 8, August 1997 „Highly tunable fiber-coupled photomixers with coherent terahertzoutput power”, S. Verghese et al. gezeigt.It is now possible to design a VCSEL such that two vibration modes are capable of propagation in the resonator. Such a VCSEL then emits two light beams with different wavelengths, the wavelengths having a defined frequency spacing. The propagation of two modes in a VCSEL is possible, for example, if the rotational symmetry of the laser-active zone is refracted and the laser-active zone has, for example, an elliptical shape in cross-section instead of a circular shape. The propagation of two beams in the defined frequency spacing simultaneously succeeds in particular for transverse modes. It is then advantageously emitted simultaneously from the VCSEL two light beams of different frequencies. Alternatively, the VCSEL could also be driven so that two mutually orthogonally polarized modes are formed. The formation of two mutually orthogonally polarized modes in a VCSEL is, for example, in IEEE Transactions to Microwave Theory and Techniques, Vol. 8, August 1997 "Highly tunable fiber-coupled photomixers with coherent terahertz output power", S. Verghese et al. shown.

Werden durch die Ansteuerung zwei zueinander orthogonal polarisierte Moden im VCSEL beispielsweise durch leichte Symmetriebrechung der geometrischen Form oder leicht verspannt gewachsene Heterostrukturen bei der Epitaxie der Halbleiterschicht hergestellt, so kann eine räumliche Trennung der beiden Moden beispielsweise durch einen Polarisationsstrahlteiler erfolgen.Become by driving two mutually orthogonally polarized modes in the VCSEL, for example, by slight symmetry breaking of the geometric Shape or slightly strained heterostructures in epitaxy made of the semiconductor layer, so can a spatial Separation of the two modes, for example by a polarization beam splitter respectively.

Die Anregung der beiden orthogonal zueinander polarisierten Moden erfolgt je nach Injektionsstrom.The Excitation of the two orthogonal polarized modes takes place depending on the injection current.

Während bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung der Halbleiterlaser zwei frequenzverschobene Lichtwellen zeitgleich emittiert, ist es bei der Anregung von unterschiedlichen orthogonal zueinander polarisierten Moden so, dass die Moden zeitversetzt ausgestrahlt werden. In einem solchen Fall ist also eine gewisse Umschaltzeit einzurechnen. Die Umschaltzeiten sind derart zu wählen, dass gewährleistet ist, dass bei einem beliebigen Abstand zwischen dem Sender und dem Objekt innerhalb einer bestimmten Messzeit immer eine Schwebung gemessen werden kann. Dies bedeutet, dass ein Zeitfenster benötigt wird, in dem das rückreflektierte Signal ankommt und gleichzeitig der Laser auf der anderen Mode sendet. Diesbezüglich wird auf die Ausführungen zu 5a–b und 6a–b verwiesen.While in a first embodiment of the invention, the semiconductor laser emits two frequency-shifted light waves at the same time, it is in the excitation of different orthogonal polarized modes so that the modes are emitted with a time delay. In such a case, therefore, a certain switching time is to be included. The switching times are to be chosen such that it is ensured that at any distance between the transmitter and the object within a certain measurement time always a beat can be measured. This means that a time window is needed in which the back-reflected signal arrives and at the same time the laser transmits in the other mode. In this regard, the comments on 5a -Federation 6a -B.

Bei beiden Ausführungsformen werden aber durch ein und dasselbe Bauteil, nämlich den Halbleiterlaser, zwei Strahlen mit einem stabilen Frequenzabstand zueinander zur Verfügung gestellt. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden bei der Erfindung mit einem einzigen Bauteil zwei Lichtstrahlen zur Verfügung gestellt. Dies hat gegenüber den bisherigen Aufbauten eine erhebliche Vereinfachung zur Folge.at However, both embodiments are by one and the same Component, namely the semiconductor laser, two beams a stable frequency spacing to each other available posed. In contrast to the prior art in the invention with a single component two light beams available posed. This has over the previous constructions one considerable simplification.

Die Detektionseinrichtung der Messeinrichtung umfasst bevorzugt ein Detektionselement zur Aufnahme der beiden Strahlen entweder zeitgleich oder zeitversetzt sowie eine nachfolgende Auswerteeinheit, die die von der Detektionseinheit aufgenommenen Strahlen auswertet. Die Auswerteeinheit umfasst im Wesentlichen eine Auswerteeinheit zur Erfassung der Schwebungsfrequenz zwischen einem ersten reflektierten, dopplerverschobenen Lichtsignal und einem zweiten Lichtsignal, das gegenüber dem ersten Lichtsignal frequenzverschoben ist.The Detection device of the measuring device preferably comprises a Detection element for receiving the two beams either at the same time or delayed and a subsequent evaluation unit, which is the from evaluates the radiation received by the detection unit. The evaluation unit essentially comprises an evaluation unit for detecting the beat frequency between a first reflected Doppler shifted light signal and a second light signal, compared to the first light signal frequency shifted.

Besonders kompakt ist es, wenn der Halbleiterlaser sowie die Detektionselemente und die Auswerteeinheit zu einem einzigen elektronischen Bauteil zusammengefasst sind. In einem derartigen Fall kann eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verkleinerte Bauform realisiert werden. Es ist dann möglich, auch ein kompaktes Bauteil zur Verfügung zu stellen, dass die sämtlichen notwendigen Einrichtungen umfasst, auf einer Größe, die zwischen 10 × 10 mm2 und 0,01 × 0,01 mm2 liegt.It is particularly compact when the semiconductor laser and the detection elements and the evaluation unit are combined to form a single electronic component. In such a case, compared to the prior art substantially smaller design can be realized. It is then possible to also provide a compact component comprising all the necessary equipment, on a size lying between 10 × 10 mm 2 and 0.01 × 0.01 mm 2 .

Neben der Vorrichtung stellt die Erfindung auch ein Verfahren zur Messung der Laser-Doppler-Geschwindigkeit zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst nachfolgende Schritte:
Zunächst wird von einem Halbleiterlaser ein erster Lichtstrahl mit einer ersten Frequenz f0 emittiert sowie ein zweiter Lichtstrahl mit einer zweiten Frequenz f0 + fS. Sodann wird mit einer Detektionseinrichtung aus der Schwebungsfrequenz, die sich durch die Überlagerung des um die Dopplerfrequenz verschobenen Strahls mit Frequenz f0 + fs sowie des frequenzverschobenen Strahls mit f0 + fS ergibt, die Richtung des Körpers der das um die Dopplerfrequenz fD verschobene Signal zur Verfügung stellt, ermittelt. Die Schwebungsfrequenz fSW ist größer als fS für ein sich fortbewegendes Objekt und kleiner als fS bei einem sich nähernden Objekt.In addition to the device, the invention also provides a method of measuring the laser Doppler velocity. The method according to the invention comprises the following steps:
First, a first light beam having a first frequency f 0 is emitted by a semiconductor laser and a second light beam having a second frequency f 0 + f S. Then with a detection device from the beat frequency, which results from the superimposition of the shifted by the Doppler frequency beam with frequency f 0 + f s and the frequency-shifted beam with f 0 + f S , the direction of the body of the shifted by the Doppler frequency f D signal available , determined. The beat frequency f SW is greater than f S for a moving object and less than f S for an approaching object.

In einer ersten Ausführungsform wird bei dem Verfahren das Signal mit der ersten und mit der zweiten Frequenz zeitgleich zur Verfügung gestellt. In einer weitergebildeten Ausführung der Erfindung werden erster und zweiter Strahl zeitversetzt zur Verfügung gestellt, beispielsweise dadurch, dass der Halbleiterlaser von einem ersten Mode in einen zweiten Mode umgeschaltet wird.In In a first embodiment, in the method, the Signal with the first and the second frequency at the same time Provided. In a further developed version the invention, the first and second beams are delayed in time Provided, for example, characterized in that the semiconductor laser is switched from a first mode to a second mode.

Besonders bevorzugt ist es, eine derartige Vorrichtung in Fahrassistentsystemen einzusetzen, die beispielsweise Relativgeschwindigkeiten zwischen Fahrzeugen und Absolutgeschwindigkeiten bestimmen können.Especially it is preferred such a device in driving assist systems to use, for example, the relative speeds between Vehicles and absolute speeds can determine.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft beschrieben werden. Es zeigen:The Invention will now be exemplified by the following figures to be discribed. Show it:

1 den prinzipiellen Aufbau eines VCSEL 1 the basic structure of a VCSEL

2 eine dreidimensionale Struktur der aktiven Zone eines Halbleiterlasers, die kreisrund ausgeführt ist; 2 a three-dimensional structure of the active region of a semiconductor laser, which is circular in shape;

3 eine Ausführungsform eines Halbleiterlasers mit einer aktiven Zone, die eine Symmetriebrechung aufweist zur Emission unterschiedlicher orthogonal zueinander polarisierter Laserstrahlen; 3 an embodiment of a semiconductor laser with an active zone having a symmetry breaking for emitting different orthogonally polarized laser beams;

4 ein Gesamtsystem aus Halbleiterlaserdetektionseinrichtungen und Auswerteeinheit; 4 an overall system of semiconductor laser detection devices and evaluation unit;

5a–b eine erste Ausgestaltung einer Pulsfolge für zwei Moden eines Halbleiterlasers; 5a A first embodiment of a pulse train for two modes of a semiconductor laser;

6a–b eine zweite alternative Ausgestaltung einer Pulsfolge mit unterschiedlichen Zeitabständen für zwei Moden eines Halbleiterlasers. 6a A second alternative embodiment of a pulse sequence with different time intervals for two modes of a semiconductor laser.

In 1 ist eine Schnittansicht eines VCSEL 1 dargestellt. Der VCSEL 1 umfasst an seinen Seiten sogenannte Distributed Bragg Reflektoren (DBR) 3.1, 3.2, die aus einer Vielzahl von Wechselschichten mit unterschiedlichem Brechungsindex, beispielsweise aus GaAs Wechselschichten 5.1, 5.2, 5.3 mit unterschiedlichem Brechungsindex, resultieren.In 1 is a sectional view of a VCSEL 1 shown. The VCSEL 1 includes Distributed Bragg Reflectors (DBR) on its sides 3.1 . 3.2 consisting of a plurality of alternating layers with different refractive index, for example of GaAs alternating layers 5.1 . 5.2 . 5.3 with different refractive index, result.

Zwischen dem Distributed Bragg Reflektor 3.1 und 3.2 wird eine laseraktive Region 7 ausgebildet. Die aktive Region 7 ist bevorzugt rotationssymmetrisch um die Rotationsachse RA ausgebildet, dass heißt die aktive Region weist im Idealfall eine Zylinderform mit kreisförmigem Querschnitt auf.Between the Distributed Bragg Reflector 3.1 and 3.2 becomes a laser active region 7 educated. The active region 7 is preferably formed rotationally symmetrical about the axis of rotation RA, that is, the active region has, ideally, a cylindrical shape with a circular cross-section.

Die Laseraktivität wird im Wesentlichen durch die Ladungsträgerinjektion über die Elektroden 10.1, 10.2 am oberen und unteren Ende des Halbleiterlasers 1 gesteuert.The laser activity is essentially due to the charge carrier injection via the electrodes 10.1 . 10.2 at the top and bottom of the semiconductor laser 1 controlled.

Das aus der aktiven Region 7 durch Lasertätigkeit emittierte Licht 20 wird parallel zur Achse der Rotationssymmetrie des Halbleiterlasers emittiert.That from the active region 7 light emitted by laser action 20 is emitted parallel to the axis of rotational symmetry of the semiconductor laser.

In 2 ist die aktive Region nochmals näher dargestellt. Wie aus 2 zu ersehen ist, hat die aktive Region 7 eine zylinderförmige Form, wobei der Querschnitt des Zylinders 7 ein Kreis 40 mit Radius r ist. Auf den Außenseiten der zylinderförmigen Kavität 7 sind Distributed Bragg Reflektoren 3.1, 3.2 aufgebracht. Ebenso dargestellt sind die Elektroden 10.1, 10.2.. Das aus der Kavität emittierte Licht weist in der Regel nur eine Frequenz f0 auf und es gibt aufgrund der Rotationssymmetrie keine ausgezeichnete Polarisationsrichtung.In 2 the active region is shown in more detail. How out 2 can be seen has the active region 7 a cylindrical shape, wherein the cross section of the cylinder 7 a circle 40 with radius r. On the outsides of the cylindrical cavity 7 are Distributed Bragg Reflectors 3.1 . 3.2 applied. Also shown are the electrodes 10.1 . 10.2 .. The emitted light from the cavity usually has only one frequency f 0 and there is due to the rotational symmetry no excellent polarization direction.

Generell ist es aber so, dass beim epitaktischen Aufwachsen der Schichten der Distributed Bragg Reflektoren 3.1, 3.2 Verspannungen und somit asymmetrische Brechzahlen einhergehen. Außerdem kann die Kavität dann wie in 3 dargestellt keine kreisrunde Form mehr aufweisen, sondern im Querschnitt beispielsweise eine elliptische Form 50 mit den Ellipsenachsen a und b. Gleiche Bauteile wie in 2 sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Das aus einem derart unsymmetrischen Bauteil emittierte Laserlicht 100 weist unterschiedliche Moden mit unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher Polarisation 110 auf. Ein Umschalten von einer in die andere Mode und umgekehrt kann durch eine Änderung des Injektionsstroms über die Elektroden 10.1, 10.2 erhalten werden. Ist die Rotationssymmetrie nicht schon alleine durch das epitaktische Aufwachsen gebrochen und beispielsweise das VCSEL rotationssymmetrisch wie in 2, so können, wie strichpunktiert in 2 dargestellt, zwei Gateelektroden G1 und G2 seitlich an der aktiven Zone angeordnet sein. Durch Anlegen einer Spannung an den Gateelektroden G1 und G2 kann die Rotationssymmetrie gebrochen werden. Als Folge hiervon wird derselbe Effekt wie in 3 beschrieben, erzielt, nämlich das Emittieren von zwei Moden mit unterschiedlicher Frequenz und Polarisation.In general, however, the epitaxial growth of the layers of the distributed Bragg reflectors 3.1 . 3.2 Tension and thus asymmetric refractive indices are associated. In addition, the cavity can then as in 3 shown no longer have a circular shape, but in cross section, for example, an elliptical shape 50 with the ellipse axes a and b. Same components as in 2 are marked with the same reference numbers. The laser light emitted from such an asymmetrical component 100 has different modes with different frequency and different polarization 110 on. Switching from one mode to the other and vice versa can be achieved by changing the injection current across the electrodes 10.1 . 10.2 to be obtained. Is not the rotational symmetry already broken by the epitaxial growth alone and, for example, the VCSEL rotationally symmetric as in 2 , as can be dashed in 2 shown, two gate electrodes G1 and G2 be arranged laterally on the active zone. By applying a voltage to the gate electrodes G1 and G2, the rotational symmetry can be broken. As a result, the same effect as in 3 described, namely the emission of two modes with different frequency and polarization.

Alternativ kann auch eine Spannung zwischen wenigstens einer Gate- und einer Source-Elektrode 10.1, 10.2 angelegt werden.Alternatively, a voltage between at least one gate and a source electrode 10.1 . 10.2 be created.

Ein Umschalten zwischen den Moden kann durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen an den Gateelektroden (G1, G2), d. h. eine Änderung an der Gatekapazität erreicht werden.Switching between the modes can be done by applying different voltages to the Gate electrodes (G1, G2), ie, a change in the gate capacitance can be achieved.

Das aus einem Laser gemäß 3 emittierte Licht besteht aus zwei Teilstrahlen mit einer stabilen Frequenzverschiebung zueinander und kann für die erfindungsgemäße Vorrichtung wie in 4 dargestellt zur Dopplergeschwindigkeitsmessung eingesetzt werden.That from a laser according to 3 emitted light consists of two partial beams with a stable frequency shift to each other and can for the inventive device as in 4 shown used for Doppler speed measurement.

Ein Gesamtsystem zur Laserdopplergeschwindigkeitsmessung ist in 4 gezeigt. Der Laser in 4 ist mit 200 gekennzeichnet. Er ist erfindungsgemäß als Halbleiterlaser, bevorzugt aus einem VCSEL ausgebildet. Der Laser 200 emittiert einen ersten Lichtstrahl 210 mit einer Frequenz f0 und einen zweiten Lichtstrahl 220 mit einer Frequenz f0 + fs. Der erste Lichtstrahl mit Frequenz f0 trifft auf ein sich bewegendes Objekt 250 und wird von diesem reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl 230 weist eine Frequenz f0 + fD auf wobei fD die Dopplerverschiebung aufgrund der Bewegung des Objektes 250 ist. Sowohl der Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fs wie auch der Lichtstrahl f0 + fD werden von einer Detektionseinrichtung 260 aufgenommen. Die von der Detektionseinrichtung 260 aufgenommenen beiden Lichtstrahlen mit f0 + fs und f0 + fD werden überlagert, ergeben ein überlagertes Signal mit einer Schwebungsfrequenz fD + fs/2. Das Signal 270 mit der Schwebungsfrequenz fD + fs/2 wird an die Auswerteeinheit 280 übermittelt. Aus der Größe des Schwebungssignals kann dann in der Auswerteeinheit 280 auf die Geschwindigkeit des Objektes und insbesondere auf die Richtung des Objektes 250 zurückgeschlossen werden. Bevorzugt sind die Bauteile 200, 260 und 280 auf einem einzigen Chip ausgebildet. Dieses kompakte Bauteil kann als eine Dopplergeschwindigkeitsmesseinrichtung mit einer Größe von nur einigen mm verwendet werden und hat gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen erhebliche Platz- und Herstellungsvorteile.An overall system for laser Doppler velocity measurement is in 4 shown. The laser in 4 is with 200. characterized. It is formed according to the invention as a semiconductor laser, preferably from a VCSEL. The laser 200. emits a first light beam 210 with a frequency f 0 and a second light beam 220 with a frequency f 0 + f s . The first light beam with frequency f 0 strikes a moving object 250 and is reflected by this. The reflected light beam 230 has a frequency f 0 + f D where f D is the Doppler shift due to the motion of the object 250 is. Both the light beam with the frequency f 0 + f s and the light beam f 0 + f D are detected by a detection device 260 added. That of the detection device 260 The two superposed light beams with f 0 + f s and f 0 + f D are superimposed, resulting in a superimposed signal with a beat frequency f D + f s / 2. The signal 270 with the beat frequency f D + f s / 2 is sent to the evaluation unit 280 transmitted. From the size of the beat signal can then in the evaluation 280 on the speed of the object and in particular on the direction of the object 250 be closed back. The components are preferred 200. . 260 and 280 formed on a single chip. This compact component can be used as a Doppler velocity measuring device with a size of only a few mm and has considerable space and manufacturing advantages over conventional devices.

In den 5a bis 5b und 6a bis 6b ist der Fall dargestellt, dass ein Laser nicht gleichzeitig zwei Strahlen gleicher Frequenz emittiert, also einen ersten Lichtstrahl mit einer Referenzfrequenz f0 sowie einen zweiten Lichtstrahl mit einer Frequenz f0 + fs, sondern der Laser zwischen zwei Moden hin und her geschaltet wird, beispielsweise zwischen zwei orthogonal zueinander polarisierten Moden hin und her geschalten wird und diese beiden Moden zeitversetzt ausgestrahlt werden. Möchte man mit einem derartigen System das vorliegende Messverfahren umsetzen, so ist es entscheidend, dass gewährleistet ist, dass unabhängig von den Abständen zwischen Sender und Objekt innerhalb einer bestimmten Messzeit immer eine Schwebung des um die Dopplerfrequenz verschobenen Signals der ersten Frequenz f0 + fD mit dem zweiten um eine Frequenz fs gegenüber der Referenz f0 gezielt frequenzverschobenen Signales mit einer Frequenz f0 + fs messbar ist.In the 5a to 5b and 6a to 6b shows the case that a laser does not emit the same two beams of the same frequency, that a first light beam having a reference frequency f 0 and a second light beam having a frequency f 0 + f s, but the laser between two modes is switched back and forth, For example, between two orthogonal polarized modes switched back and forth and these two modes are emitted with a time delay. If one wishes to implement the present measuring method with such a system, it is crucial to ensure that, regardless of the distances between transmitter and object within a certain measuring time, a beat of the signal shifted by the Doppler frequency of the first frequency f 0 + f D with the second by a frequency f s with respect to the reference f 0 specifically frequency-shifted signal with a frequency f 0 + f s is measurable.

In 5a ist der Sender mit der Bezugsziffer 1000 gekennzeichnet. Der Sender ist gemäß der Erfindung ein Halbleiterlaser, beispielsweise ein VCSEL, der zwei Moden aussendet. Eine erste Mode mit einer Frequenz f0 und eine zweite Mode, die um eine Frequenz fs gegenüber der Frequenz f0 verschoben ist. Durch Anlegen beispielsweise von Rechteckimpulsen, wie in 5a dargestellt, kann der Laser derart geschaltet werden, dass er eine erste Mode mit der Frequenz f0 emittiert und nach einer bestimmten Zeit t eine zweite Mode frequenzverschoben um die Frequenz fs, d. h. eine Mode mit der Frequenz f0 + fs. Wichtig ist, dass die Moden in unterschiedliche Richtungen emittiert werden. Wie zu 4 beschrieben, wird nur die Mode mit der Frequenz f0 vom Objekt 1100 reflektiert und um die Frequenz f0 + fD dopplerverschoben. Im Zeitdiagramm gemäß 5a bis 6b wird daher nur ein rückreflektierter Strahl mit Frequenz f0 + fD gesehen. In der anderen Zeitspanne erfolgt keine Rückreflektion, was mit O gekennzeichnet ist.In 5a is the transmitter with the reference number 1000 characterized. The transmitter according to the invention is a semiconductor laser, for example a VCSEL, which emits two modes. A first mode having a frequency f 0 and a second mode shifted by a frequency f s from the frequency f 0 . For example, by applying rectangular pulses, as in 5a 1 , the laser can be switched in such a way that it emits a first mode with the frequency f 0 and, after a certain time t, frequency-shifts a second mode by the frequency f s , ie a mode with the frequency f 0 + f s . It is important that the modes are emitted in different directions. How to 4 described, only the mode with the frequency f 0 from the object 1100 reflected and doppler shifted by the frequency f 0 + f D. In the time diagram according to 5a to 6b Therefore, only a back-reflected beam with frequency f 0 + f D is seen. In the other period there is no back reflection, which is marked with O.

Diese Mode trifft nunmehr auf ein bewegtes Objekt 1100. Am Objekt 1100, wird der auftreffende Lichtstrahl aus der Hinrichtung HIN zurückreflektiert in die Richtung RÜCK. Aufgrund der Bewegung des Objektes 1100 werden die rückreflektierten Strahlen dopplerverschoben. Für den rückreflektierten Strahl und der Frequenz f0 existiert ein dopplerverschobener Strahl mit einer Frequenz f0 + fD.This fashion now encounters a moving object 1100 , At the object 1100 , the incident light beam from the execution HIN is reflected back in the direction RETURN. Due to the movement of the object 1100 the back-reflected rays are Doppler-shifted. For the back-reflected beam and the frequency f 0 there exists a Doppler-shifted beam with a frequency f 0 + f D.

Wie aus 5a deutlich zu erkennen ist, ist aufgrund der Zeitabfolgen eine Überlagerung und damit eine Schwebung des rückreflektierten Strahles f0 + fD mit dem frequenzverschobenen Strahl f0 + fs nicht möglich.How out 5a can be clearly seen, due to the time sequences, a superposition and thus a beating of the back-reflected beam f 0 + f D with the frequency-shifted beam f 0 + f s is not possible.

Die 5b zeigt eine gänzlich andere Situation. Gleiche Bauteile sind hier wiederum mit gleichen Bezugsziffern wie in 5a gekennzeichnet. Wie aus 5b zu erkennen, ist dort die Entfernung zwischen dem Sender 1000 und dem Objekt 1100 derart, dass es zu einer Überlagerung des frequenzverschobenen Signals f0 + fs mit dem rückreflektierten um die Dopplerfrequenz verschobenen Signal f0 + fD kommt. Bei einer derartigen Entfernung der Laserlichtquelle 1000 ist es also möglich, die zur Ermittlung der Bewegungsrichtung notwendige Schwebungsfrequenz herzustellen.The 5b shows a completely different situation. The same components are here again with the same reference numerals as in 5a characterized. How out 5b to recognize, there is the distance between the transmitter 1000 and the object 1100 in such a way that it f 0 + f s f 0 + f D results in a superposition of the frequency-shifted signal with the reflected-back shifted by the Doppler frequency signal. With such removal of the laser light source 1000 Thus, it is possible to produce the necessary for determining the direction of movement beat frequency.

Da, wie 5a und 5b zeigt, bei gleichen Taktzeiten es durchaus bei bestimmten Entfernungen des Objekts 1100 von der Lichtquelle 1000 zu Fällen wie in 5a kommen kann, wird eine Taktung zur Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Frequenzen derart vorgenommen, dass nicht zeitgleich Impulse unterschiedlicher Frequenzen ausgesandt werden, sondern Impulspakete, bei denen die Zeitdauer, beispielsweise der mit einer Frequenz f0 ausgesandten Moden zeitlich abnimmt, um dann wieder zuzunehmen.There, how 5a and 5b shows, at the same cycle times it certainly at certain distances of the object 1100 from the light source 1000 to cases like in 5a can come, a clocking for switching between the different frequencies is made such that not at the same time pulses of different frequencies but pulse packets, in which the time duration, for example, the time with a frequency f 0 modes decreases, and then increase again.

Bei dem in 6a und 6b gezeigten System sind die Pulse, die beispielsweise die unterschiedlichen Moden durch Strominjektion zur Folge haben, zwar in ihren Zeitabständen gleich, der Takt ist aber nicht konstant.At the in 6a and 6b As shown, the pulses which cause, for example, the different modes by current injection are equal in their time intervals, but the clock is not constant.

Wie aus den 6a und 6b hervorgeht, gibt es dann immer wieder Zeitabfolgen, in denen die gewünschte Schwebungsfrequenz fSW aus der Frequenz f0 + fs und der Frequenz f0 + fD auftritt. Daher wird eine nicht kontinuierliche Taktung der Lichtquelle 1000 wie in den 6a und 6b einer Taktung gemäß 5a bis 5b vorgezogen, da dann völlig unabhängig von der Entfernung des sich bewegenden Objektes zur Lichtquelle innerhalb eines hinreichend langen Zeitintervalls immer die erfindungsgemäße Schwebungsfrequenz ermittelt werden kann.Like from the 6a and 6b As can be seen, there are time sequences in which the desired beat frequency f SW of the frequency f 0 + f s and the frequency f 0 + f D occurs. Therefore, a non-continuous timing of the light source 1000 like in the 6a and 6b according to a timing 5a to 5b It is preferred that the beating frequency according to the invention can always be determined completely independently of the distance of the moving object to the light source within a sufficiently long time interval.

Mit der Erfindung wird somit eine neuartige Vorrichtung zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung vorgestellt, die sich insbesondere in Fahrzeugassistenzsystemen verwenden lässt.With The invention thus provides a novel device for laser Doppler velocity measurement presented in particular in vehicle assistance systems can be used.

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Claims (20)

Vorrichtung zur Laser-Doppler-Geschwindigkeitsmessung, umfassend: – eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahles mit einer Frequenz f0 sowie eines zweiten Lichtstrahls, dessen Frequenz gegenüber der ersten Frequenz f0 um eine Frequenz fS frequenzverschoben ist und der somit eine zweite Frequenz f0 + fS aufweist, wobei der erste Lichtstrahl an einem bewegten Objekt reflektiert wird und der reflektierte erste Lichtstrahl eine dopplerverschobene Frequenz f0 + fD aufweist; – eine Detektionseinrichtung zur Ermittlung einer Schwebungsfrequenz fSW aus dem zweiten Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fS und dem reflektierten ersten Lichtstrahl mit der Frequenz f0 + fD, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Lichtstrahles und eines gegenüber der Frequenz f0 des ersten Lichtstrahles um fS frequenzverschobenen zweiten Lichtstrahles ein einziger Halbleiterlaser ist.Apparatus for laser Doppler velocity measurement, comprising: - means for generating a first light beam having a frequency f 0 and a second light beam whose frequency is frequency shifted from the first frequency f 0 by a frequency f S and which thus has a second frequency f 0 + f S , wherein the first light beam is reflected on a moving object and the reflected first light beam has a Doppler shifted frequency f 0 + f D ; A detection device for determining a beat frequency f SW from the second light beam at the frequency f 0 + f S and the reflected first light beam at the frequency f 0 + f D , characterized in that the device for generating a first light beam and one with respect to Frequency f 0 of the first light beam to f S frequency-shifted second light beam is a single semiconductor laser. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser ein VCSEL ist.Device according to claim 1, characterized in that that the semiconductor laser is a VCSEL. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser derart ausgebildet ist, dass der Halbleiterlaser Lichtstrahlen zweier Schwingungsmoden emittiert, erste Lichtstrahlen einer ersten Schwingungsmode, die eine erste Frequenz f0 aufweisen und zweite Lichtstrahlen einer zweiten Schwingungsmode, die eine zweite Frequenz f0 + fS aufweisen.Apparatus according to claim 2, characterized in that the semiconductor laser is formed such that the semiconductor laser emits light beams of two vibration modes, first light beams of a first vibration mode having a first frequency f 0 and second light beams of a second vibration mode having a second frequency f 0 + f S have. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwingungsmoden zwei Transversalmoden sind.Device according to claim 3, characterized in that that the two oscillation modes are two transverse modes. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsmoden zwei orthogonal zueinander polarisierte Moden sind.Device according to claim 3, characterized in that that the vibration modes are polarized two orthogonal to each other Fashions are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren eine Einrichtung zur Modentrennung umfasst.Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the device further comprises a Device for fashion separation includes. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Modentrennung einen Polarisationsstrahlteiler umfasst.Device according to claim 6, characterized in that that the device for mode separation a polarization beam splitter includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser derart ausgebildet ist, dass beide Moden gleichzeitig mit einem stabilen Frequenzabstand fs emittiert werden.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the laser is designed such that both modes are emitted simultaneously with a stable frequency spacing f s . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser derart ausgebildet ist, dass in einer ersten Konfiguration die erste Schwingungsmode mit der Frequenz f0 und in einer zweiten Konfiguration die zweite Schwingungsmode mit der Frequenz f0 + fS emittiert wird und zeitlich versetzt zwischen erster und zweiter Schwingungsmode eine Umschaltung zwischen der ersten und der zweiten Schwingungsmode vorgenommen wird.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the laser is designed such that in a first configuration, the first vibration mode with the frequency f 0 and in a second configuration, the second vibration mode with the frequency f 0 + f S is emitted and temporally offset between the first and second vibration mode, a changeover between the first and the second vibration mode is made. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung von der ersten auf die zweite Schwingungsmode durch Anlegen einer Spannung an Gateelektroden (G1, G2) erfolgt.Device according to claim 9, characterized in that that switching from the first to the second vibration mode by applying a voltage to gate electrodes (G1, G2). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltzeiten für das Umschalten zwischen 10 ps und 10 μs liegen.Device according to claim 10, characterized in that that switching times for switching between 10 ps and 10 μs are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung ein Detektionselement und eine Auswerteeinheit umfasst.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the detection device a Detection element and an evaluation comprises. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit die Schwebungsfrequenz fSW aus einem ersten Lichtsignal des ersten Lichtstrahles mit dopplerverschobener Wellenlänge f0 + fD und einem zweiten Lichtsignal des zweiten Lichtstrahles mit Wellenlänge f0 + fS bestimmt.Apparatus according to claim 12, characterized in that the evaluation unit determines the beat frequency f SW from a first light signal of the first light beam with Doppler-shifted wavelength f 0 + f D and a second light signal of the second light beam with wavelength f 0 + f S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Halbleiterlaser, Detektionselement und Auswerteeinheit zu einem einzigen elektronischen Bauteil zusammengefasst sind.Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the semiconductor laser, detection element and evaluation are combined into a single electronic component. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des elektronischen Bauteiles zwischen 10 × 10 mm2 und 0,01 × 0,01 mm2 liegt.Apparatus according to claim 14, characterized in that the size of the electronic component is between 10 × 10 mm 2 and 0.01 × 0.01 mm 2 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil ein integriertes Bauteil ist.Device according to one of claims 14 to 15, characterized in that the electronic component a integrated component is. Verfahren zur Messung der Laser-Doppler-Geschwindigkeit, umfassend folgende Schritte: – es wird von einem Halbleiterlaser ein erster Lichtstrahl einer ersten Frequenz f0 und – ein zweiter Lichtstrahl mit einer zweiten Frequenz f0 + fS emittiert; – es wird mit einer Detektionseinrichtung eine Schwebungsfrequenz fSW aus dem um die Frequenz fD nach Reflektion an einem Objekt dopplerverschobenen ersten Lichtstrahl mit einer Frequenz f0 + fD und dem zweiten Lichtstrahl mit der zweiten Frequenz f0 + fS bestimmt – aus der Schwebungsfrequenz fSW wird die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Halbleiterlaser und dem Objekt in Vorzeichen und Betrag bestimmt.A method for measuring the laser Doppler velocity, comprising the following steps: - a first light beam of a first frequency f 0 and a second light beam with a second frequency f 0 + f S are emitted by a semiconductor laser; A beat frequency f SW from the first light beam doppler shifted by the frequency f D after reflection on an object at a frequency f 0 + f D and the second light beam at the second frequency f 0 + f S is determined by means of a detection device - from Beat frequency f SW becomes the relative speed between the semiconductor laser and the object in sign and magnitude determined. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl mit der ersten Frequenz f0 zeitgleich mit dem Lichtstrahl mit der zweiten Frequenz f0 + fS emittiert wird.A method according to claim 17, characterized in that the light beam at the first frequency f 0 is emitted simultaneously with the light beam at the second frequency f 0 + f S. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl mit der ersten Frequenz f0 und der Lichtstrahl mit der zweiten Frequenz f0 + fS zeitversetzt erzeugt werden.A method according to claim 17, characterized in that the light beam with the first frequency f 0 and the light beam with the second frequency f 0 + f S are generated with a time delay. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, in einem Fahrzeugassistenzsystem.Use of a device according to one of the claims 1 to 16, in a vehicle assistance system.
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DE102014207965A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Robert Bosch Gmbh Device for object recognition

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