DE102015217903A1 - Beam generation system for lidar sensors - Google Patents

Beam generation system for lidar sensors Download PDF

Info

Publication number
DE102015217903A1
DE102015217903A1 DE102015217903.6A DE102015217903A DE102015217903A1 DE 102015217903 A1 DE102015217903 A1 DE 102015217903A1 DE 102015217903 A DE102015217903 A DE 102015217903A DE 102015217903 A1 DE102015217903 A1 DE 102015217903A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
source
splitter
generating system
incidence
incident
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.)
Pending
Application number
DE102015217903.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Jochen Schwarz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015217903.6A priority Critical patent/DE102015217903A1/en
Publication of DE102015217903A1 publication Critical patent/DE102015217903A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08Catadioptric systems
    • G02B17/0804Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0816Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Strahlerzeugungssystem für Lidarsensoren, mit mindestens einer ersten (10) und einer zweiten Strahlquelle (12) und einer Steuereinrichtung (14) zur Ansteuerung der Strahlquellen, gekennzeichnet durch einen Strahlteiler (18), der einen aus einer ersten Einfallsrichtung (A) einfallenden Strahl (16) mit einem Strahlteilungsverhältnis a < 0,5 in einen in einer ersten Abstrahlrichtung (C) verlaufenden ersten Nutzstrahl (22) und einen auf einen Strahlfänger (26) gerichteten Ausschussstrahl (24) teilt und einen aus einer zweiten Einfallsrichtung (B) einfallenden Strahl (20) mit einem Strahlteilungsverhältnis b > 0,5 in einen in der Abstrahlrichtung (C) verlaufenden zweiten Nutzstrahl (28) und einen auf den Strahlfänger (26) gerichteten Ausschussstrahl (30) teilt, wobei die erste Strahlquelle (10) so angeordnet ist, dass ihr Strahl (16) aus der ersten Einfallsrichtung (A) auf den Strahlteiler (18) fällt, und die zweite Strahlquelle (12) so angeordnet ist, dass ihr Strahl (20) aus der zweiten Einfallsrichtung (B) auf den Strahlteiler fällt.A beam generating system for lidar sensors, comprising at least a first (10) and a second beam source (12) and a control device (14) for controlling the beam sources, characterized by a beam splitter (18) having a beam (16) incident from a first direction of incidence (A) ) with a beam splitting ratio a <0.5 in a first useful beam (22) extending in a first emission direction (C) and a reject beam (24) directed onto a beam catcher (26) and dividing a beam incident from a second incident direction (B) ( 20) with a beam splitting ratio b> 0.5 into a second useful beam (28) running in the emission direction (C) and a reject beam (30) directed onto the beam catcher (26), the first beam source (10) being arranged that its beam (16) from the first direction of incidence (A) on the beam splitter (18) falls, and the second beam source (12) is arranged so that its beam (20) from the two Incident direction (B) falls on the beam splitter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlerzeugungssystem für Lidarsensoren, mit mindestens einer ersten und einer zweiten Strahlquelle und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Strahlquellen.The invention relates to a beam generating system for Lidarsensoren, with at least a first and a second beam source and a control device for controlling the beam sources.

Stand der TechnikState of the art

Für hohe Strahlleistungen sind Strahlerzeugungsysteme bekannt, bei denen mehrere durch Laserdioden gebildete Strahlquellen auf einem gemeinsamen Chip angeordnet sind.For high beam power beam generation systems are known in which a plurality of laser sources formed by laser sources are arranged on a common chip.

Lidarsensoren werden häufig bei Fahrerassistenzsystemen in Kraftfahrzeugen zur Erfassung des Verkehrsumfelds eingesetzt, beispielsweise zur Ortung vorausfahrender Fahrzeuge oder sonstiger Hindernisse. Dabei ist es erwünscht, dass der Lidarsensor einerseits eine hohe Reichweite hat, andererseits jedoch auch sehr nahe Ziele erfassen kann. Dazu ist es erforderlich, dass die Strahlintensität innerhalb eines weiten Bereiches variiert werden kann, weil es sonst bei nahen Zielen zu einer Übersteuerung oder Sättigung des Empfängers kommen könnte.Eyelid sensors are often used in driver assistance systems in motor vehicles for detecting the traffic environment, for example for locating vehicles in front or other obstacles. It is desirable that the Lidarsensor on the one hand has a long range, but on the other hand can also detect very close targets. For this purpose, it is necessary that the beam intensity can be varied within a wide range, because otherwise it could come with nearby targets to override or saturation of the receiver.

Bei vielen Halbleiterlasern, beispielsweise bei Oberflächenemittern, sogenannten VCSELs (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser), die aufgrund ihrer hohen Strahlqualität als Strahlquellen für Lidarsensoren geeignet sind, besteht ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen dem Erregerstrom und der Strahlleistung. Bei Verringerung des Erregerstromes fällt die Strahlleistung zunächst steil ab, erreicht dann jedoch einen Bereich, in dem sie nur noch geringfügig weiter abnimmt (LED-Betrieb). Der Erregerstrom hat auch Einfluss auf die Fernfelddivergenz des Laserstrahls. Bei niedriger Strahlleistung und entsprechend kleinem Erregerstrom nimmt die Strahldivergenz im Fernfeld deutlich zu (insbesondere nahe der Laserschwelle). Es erweist sich deshalb als schwierig, die Strahlleistung in einem weiten Dynamikbereich zu variieren und dabei die Strahldivergenz im wesentlichen konstant zu halten. In many semiconductor lasers, for example in surface emitters, so-called VCSELs (Vertical Cavity Surface-Emitting Lasers), which are suitable as beam sources for lidar sensors due to their high beam quality, there is a nonlinear relationship between the exciter current and the beam power. When the excitation current is reduced, the beam power initially drops sharply, but then reaches an area in which it decreases only slightly further (LED operation). The excitation current also has an influence on the far-field divergence of the laser beam. At low beam power and correspondingly small excitation current, the beam divergence in the far field increases significantly (in particular near the laser threshold). It therefore proves difficult to vary the beam power in a wide dynamic range while keeping the beam divergence substantially constant.

Eine gleichbleibend kleine Strahldivergenz ist insbesondere bei sogenannten Mikroscannern erwünscht, bei denen zum Ablenken des Laserstrahls, um einen gewissen Winkelbereich zu überstreichen, ein mit hoher Frequenz oszillierender Mikrospiegel eingesetzt wird. Bei hoher Strahldivergenz würde dann nur ein kleiner Teil des Strahlquerschnitts auf den Mikrospiegel treffen.A consistently small beam divergence is particularly desirable in so-called microscanners, in which for deflecting the laser beam to sweep a certain angular range, a high frequency oscillating micromirror is used. At high beam divergence then only a small part of the beam cross section would hit the micromirror.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Strahlerzeugungssystem zu schaffen, das bei hoher Strahlqualität eine Änderung der Strahlleistung über einen großen Variationsbereich erlaubt.The object of the invention is therefore to provide a beam generating system that allows a change in the beam power over a wide range of variation with high beam quality.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Strahlteiler, der einen aus einer ersten Einfallsrichtung einfallenden Strahl mit einem Strahlteilungsverhältnis a < 0,5 in einen in einer ersten Abstrahlrichtung verlaufenden ersten Nutzstrahl und einen auf einen Strahlfänger gerichteten Ausschussstrahl teilt und einen aus einer zweiten Einfallsrichtung einfallenden Strahl mit einem Strahlteilungsverhältnis b > 0,5 in einen in der Abstrahlrichtung verlaufenden zweiten Nutzstrahl und einen auf den Strahlfänger gerichteten Ausschussstrahl teilt, wobei die erste Strahlquelle so angeordnet ist, dass ihr Strahl aus der ersten Einfallsrichtung auf den Strahlteiler fällt, und die zweite Strahlquelle so angeordnet ist, dass ihr Strahl aus der zweiten Einfallsrichtung auf den Strahlteiler fällt.This object is achieved according to the invention by a beam splitter which divides a beam incident from a first incident direction with a beam splitting ratio a <0.5 into a first useful beam extending in a first emission direction and a reject beam directed to a beam catcher and a beam incident from a second incident direction with a beam splitting ratio b> 0.5 into a second useful beam extending in the emission direction and a reject beam directed to the beam catcher, wherein the first beam source is arranged so that its beam falls from the first incident direction to the beam splitter, and the second beam source so is arranged so that its beam falls from the second direction of incidence on the beam splitter.

Mit diesem Strahlerzeugungssystem lässt sich einerseits eine sehr kleine Strahlleistung erreichen, indem nur die erste Strahlquelle aktiviert wird, während andererseits durch Aktivierung der zweiten Strahlquelle eine sehr hohe Strahlleistung erreicht werden kann. Von dem Strahl der ersten Strahlquelle wird aufgrund des kleinen Strahlteilungsverhältnisses a nur ein kleiner Teil als Nutzstrahl verwendet, während der größere Teil verworfen wird, indem er vom Strahlteiler auf den Strahlfänger umgelenkt wird. Wenn eine größere Strahlleistung benötigt wird, so wird die zweite Strahlquelle aktiviert, deren Strahl entsprechend dem hohen Strahlteilungsverhältnis b nahezu vollständig als Nutzstrahl genutzt wird. Insgesamt wird so hinsichtlich der Strahlleistung eine Dynamik erreicht, die wesentlich größer ist als die Dynamik jeder einzelnen Strahlquelle.On the one hand, this beam generation system can achieve a very small beam power by activating only the first beam source, while on the other hand a very high beam power can be achieved by activating the second beam source. Due to the small beam splitting ratio a, only a small portion of the beam from the first beam source is used as the useful beam, while the larger portion is discarded by being deflected by the beam splitter onto the beam catcher. If a larger beam power is needed, the second beam source is activated, the beam of which is almost completely used as a useful beam in accordance with the high beam splitting ratio b. Overall, a dynamic is achieved with respect to the beam power, which is much greater than the dynamics of each individual beam source.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Der Strahlteiler kann beispielsweise durch einen beidseitig teildurchlässigen Spiegel gebildet werden, mit einem Strahlteilungsverhältnis a > 0,1 in Transmission und einem Strahlteilungsverhältnis b > 0,9 in Reflexion. Wenn der Spiegel unter einem Winkel von 45° zur Abstrahlrichtung angestellt ist, so ist die Einfallsrichtung des Strahls der ersten Strahlquelle parallel Abstrahlrichtung und die Einfallsrichtung des Strahls der zweiten Strahlquelle rechtwinklig dazu. The beam splitter can be formed, for example, by a mirror which is partially transmissive on both sides, with a beam splitting ratio a> 0.1 in transmission and a beam splitting ratio b> 0.9 in reflection. When the mirror is set at an angle of 45 ° to the emission direction, the direction of incidence of the beam of the first beam source is parallel to the direction of radiation and the direction of incidence of the beam of the second beam source is perpendicular thereto.

Es ist jedoch auch möglich, den Strahl der ersten Strahlquelle mit einem zusätzlichen Schrägspiegel (mit 100% Reflektivität) um 90° umzulenken, so dass beide Strahlquellen nebeneinander auf einem gemeinsamen Chip angeordnet werden können.However, it is also possible to deflect the beam of the first beam source with an additional inclined mirror (with 100% reflectivity) by 90 °, so that both beam sources can be arranged side by side on a common chip.

Bei Laserstrahlen mit relativ hoher Divergenz können die Spiegel so gewölbt sein, dass eine Kollimation des Strahls erreicht wird. For relatively high divergence laser beams, the mirrors may be curved to achieve collimation of the beam.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following embodiments are explained in detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine Prinzipskizze eines Strahlerzeugungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic diagram of a beam generating system according to a first embodiment of the invention;

2 eine Graphik zur Illustration der Strahlleistungsdynamik des Strahlerzeugungssystems nach 1; und 2 a graph illustrating the beam power dynamics of the beam generating system according to 1 ; and

3 eine Prinzipskizze von Teilen eines Strahlerzeugungssystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. 3 a schematic diagram of parts of a beam generating system according to another embodiment.

Das in 1 gezeigte Strahlerzeugungssystem weist eine erste Strahlquelle 10 und eine zweite Strahlquelle 12 auf, die beide von einer Steuereinrichtung 14 angesteuert werden. Ein von der ersten Strahlquelle 10 erzeugter Strahl 16 fällt aus einer ersten Einfallsrichtung A auf einen Strahlteiler 18, der durch einen teildurchlässigen Spiegel gebildet wird. Ein von der zweiten Strahlquelle 12 erzeugter Strahl 20 fällt in einer zweiten Einfallsrichtung B auf die entgegengesetzte Oberfläche des den Strahlteiler 18 bildenden Spiegels. This in 1 shown beam generating system has a first beam source 10 and a second beam source 12 on, both from a control device 14 be controlled. One from the first beam source 10 generated beam 16 falls from a first direction of incidence A on a beam splitter 18 which is formed by a semitransparent mirror. One from the second beam source 12 generated beam 20 falls in a second direction of incidence B on the opposite surface of the beam splitter 18 forming mirror.

Der Strahlteiler 18 teilt den Strahl 16 der ersten Strahlquelle in einen ersten Nutzstrahl 22, der den Strahlteiler in einer Abstrahlrichtung C durchstrahlt, und in einen Ausschussstrahl 24, der am Strahlteiler reflektiert wird und in einem Strahlfänger 26 aufgefangen und dort beispielsweise absorbiert wird. Den von der zweiten Strahlquelle 12 erzeugten Strahl 20 teilt der Strahlteiler 18 in einen Nutzstrahl 28, der in die Abstrahlrichtung C reflektiert wird, und einen Ausschussstrahl 30, der den Strahlteiler durchstrahlt und auf den Strahlfänger 26 fällt.The beam splitter 18 splits the beam 16 the first beam source into a first useful beam 22 which irradiates the beam splitter in a radiation direction C, and in a reject beam 24 which is reflected at the beam splitter and in a beam catcher 26 caught and absorbed there, for example. The from the second beam source 12 generated beam 20 splits the beam splitter 18 into a useful jet 28 , which is reflected in the emission direction C, and a reject beam 30 , which radiates through the beam splitter and onto the beam catcher 26 falls.

Die Nutzstrahlen 22 und 28 treffen auf einen oszillierend verschwenkten Mikrospiegel 32 und werden dadurch in einer Richtung oder in zwei zueinander senkrechten Richtungen so abgelenkt, dass sie einen gewissen Winkelbereich bzw. Raumwinkelbereich überstreichen, der den Ortungsbereich des Lidarsensors bildet.The useful rays 22 and 28 hit an oscillating swivel micromirror 32 and are thereby deflected in one direction or in two mutually perpendicular directions so that they sweep over a certain angular range or solid angle range, which forms the detection range of the Lidarsensors.

Bei den Strahlquellen 10 und 12 kann es sich um Halbleiterlaser, insbesondere um Oberflächenemitter handeln, deren Strahlleistung jeweils beispielsweise im Bereich von 5 W bis 100 W variiert werden kann, indem mit Hilfe der Steuereinrichtung 14 der Erregerstrom geeignet eingestellt wird. Innerhalb dieses Dynamikbereiches ist die Fernfelddivergenz der von den Oberflächenemittern erzeugten Strahlen hinreichend klein, so dass die Strahlquerschnitte der Nutzstrahlen 22 und 28 am Ort des Mikrospiegels 32 nicht die Abmessungen dieses Mikrospiegels überschreiten.At the beam sources 10 and 12 they may be semiconductor lasers, in particular surface emitters whose beam power can be varied in each case in the range from 5 W to 100 W, for example, by means of the control device 14 the exciter current is set appropriately. Within this dynamic range, the far field divergence of the beams generated by the surface emitters is sufficiently small so that the beam cross sections of the useful beams 22 and 28 at the site of the micromirror 32 do not exceed the dimensions of this micromirror.

Der Strahlteiler 18 hat in dem hier betrachteten Beispiel für beide Einfallsrichtungen A und B eine Reflektivität von 99% und eine Transmissivität von 1%. Der Strahl 16 der ersten Strahlquelle 10 wird demgemäß mit einem Strahlteilungsverhältnis a = 0,01 in den Nutzstrahl 22 und den Ausschussstrahl 24 geteilt, so dass der größte Teil der Strahlleistung in dem Strahlfänger 26 vernichtet wird und nur ein relativ kleiner Leistungsanteil für den Nutzstrahl 22 verbleibt. The beam splitter 18 has in the example considered here for both directions of incidence A and B, a reflectivity of 99% and a transmissivity of 1%. The beam 16 the first beam source 10 Accordingly, with a beam splitting ratio a = 0.01 in the Nutzstrahl 22 and the junk beam 24 divided so that most of the beam power in the beam catcher 26 is destroyed and only a relatively small proportion of power for the useful beam 22 remains.

Der von der zweiten Strahlquelle 12 erzeugte Strahl 20 wird dagegen mit einem Strahlteilungsverhältnis b = 0,99 in die Abstrahlrichtung C umgelenkt, und nur 1% der Strahlleistung wird in dem Strahlfänger 26 vernichtet. Durch selektive Ansteuerung der beiden Strahlquellen 10, 12 lässt sich so eine sehr hohe Dynamik der Strahlleistung erreichen, ohne dass sich die Strahldivergenz nennenswert ändert. The one from the second beam source 12 generated beam 20 On the other hand, it is deflected in the emission direction C with a beam splitting ratio b = 0.99, and only 1% of the beam power is in the beam catcher 26 destroyed. By selective control of the two beam sources 10 . 12 Thus, a very high dynamics of the beam power can be achieved without the beam divergence changing appreciably.

In 2 ist die Leistung L des am Mikrospiegel 32 umgelenkten Strahls als Funktion der Leistung L1 der ersten Strahlquelle 10 und der Leistung L2 der zweiten Strahlquelle 12 graphisch dargestellt. Die Leistungsskalen sind dabei sowohl auf der Abszisse als auch auf der Ordinate logarithmisch. Wenn die zweite Strahlquelle 12 abgeschaltet ist, lassen sich mit der ersten Strahlquelle Strahlleistungen zwischen 0,05 und 1 W erreichen. Wenn dagegen die erste Strahlquelle 10 abgeschaltet ist, lassen sich mit der zweiten Strahlquelle 12 Leistungen zwischen 5 und 100 W erreichen. Wahlweise kann dabei auch die erste Strahlquelle 10 eingeschaltet bleiben, da ihr Beitrag zur Gesamtleistung vernachlässigbar ist. Insgesamt lässt sich auf diese Weise die Leistung L zwischen 0,05 und 100 W, also über mehr als drei Größenordnungen variieren.In 2 is the power L of the micromirror 32 deflected beam as a function of the power L1 of the first beam source 10 and the power L2 of the second beam source 12 shown graphically. The power scales are logarithmic on both the abscissa and the ordinate. If the second beam source 12 is switched off, can be achieved with the first beam source beam power between 0.05 and 1 W. In contrast, when the first beam source 10 is switched off, can be with the second beam source 12 Achieve performances between 5 and 100 W. Optionally, also the first beam source 10 stay on because their contribution to overall performance is negligible. Overall, in this way the power L can be varied between 0.05 and 100 W, ie over more than three orders of magnitude.

3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Strahlquellen 10 und 12 nebeneinander auf einem gemeinsamen Chip 34 angeordnet sind. Der Strahl der Strahlquelle 10 wird an einem vollständig reflektierenden Umlenkspiegel 36 um 90° umgelenkt, so dass er aus der ersten Einfallsrichtung A auf einen Strahlteiler 18' fällt, der hier durch einen leicht gewölbten Spiegel gebildet wird. Aufgrund der Wölbung dieses Spiegels wird der von der zweiten Strahlquelle 12 erzeugte Strahl bei der Umlenkung in die Abstrahlrichtung C leicht kollimiert. Der Umlenkspiegel 36 hat die gleiche Wölbung wie der Strahlteiler, so dass die von beiden Strahlquellen 10, 12 erzeugten Nutzstrahlen 22 und 28 in gleicher Weise kollimiert werden. 3 shows a modified embodiment in which the two beam sources 10 and 12 next to each other on a common chip 34 are arranged. The beam of the beam source 10 is attached to a completely reflective deflection mirror 36 deflected by 90 °, allowing it from the first direction of incidence A on a beam splitter 18 ' which is formed here by a slightly arched mirror. Due to the curvature of this mirror is that of the second beam source 12 generated beam during the deflection in the emission direction C slightly collimated. The deflection mirror 36 has the same curvature as the beam splitter, so that from both beam sources 10 . 12 generated useful beams 22 and 28 be collimated in the same way.

Sofern die Strahldivergenz der von den Strahlquellen 10 und 12 erzeugten Strahlen klein genug ist, können gemäß einer nicht gezeigten Abwandlung auch Planspiegel als Strahlteiler und Umlenkspiegel verwendet werden.If the beam divergence of the beam sources 10 and 12 generated beams is small enough, according to a modification, not shown also plane mirror can be used as a beam splitter and deflecting mirror.

Claims (7)

Strahlerzeugungssystem für Lidarsensoren, mit mindestens einer ersten (10) und einer zweiten Strahlquelle (12) und einer Steuereinrichtung (14) zur Ansteuerung der Strahlquellen, gekennzeichnet durch einen Strahlteiler (18; 18'), der einen aus einer ersten Einfallsrichtung (A) einfallenden Strahl (16) mit einem Strahlteilungsverhältnis a < 0,5 in einen in einer ersten Abstrahlrichtung (C) verlaufenden ersten Nutzstrahl (22) und einen auf einen Strahlfänger (26) gerichteten Ausschussstrahl (24) teilt und einen aus einer zweiten Einfallsrichtung (B) einfallenden Strahl (20) mit einem Strahlteilungsverhältnis b > 0,5 in einen in der Abstrahlrichtung (C) verlaufenden zweiten Nutzstrahl (28) und einen auf den Strahlfänger (26) gerichteten Ausschussstrahl (30) teilt, wobei die erste Strahlquelle (10) so angeordnet ist, dass ihr Strahl (16) aus der ersten Einfallsrichtung (A) auf den Strahlteiler (18; 18') fällt, und die zweite Strahlquelle (12) so angeordnet ist, dass ihr Strahl (20) aus der zweiten Einfallsrichtung (B) auf den Strahlteiler fällt.Beam generator for lidar sensors, with at least a first ( 10 ) and a second beam source ( 12 ) and a control device ( 14 ) for controlling the beam sources, characterized by a beam splitter ( 18 ; 18 ' ), which receives a beam incident from a first direction of incidence (A) ( 16 ) with a beam splitting ratio a <0.5 in a in a first emission direction (C) extending first Nutzstrahl ( 22 ) and one on a beam catcher ( 26 ) directed ( 24 ) and a beam incident from a second direction of incidence (B) ( 20 ) with a beam splitting ratio b> 0.5 in a in the emission direction (C) extending second Nutzstrahl ( 28 ) and one on the beam catcher ( 26 ) directed ( 30 ), wherein the first beam source ( 10 ) is arranged so that its beam ( 16 ) from the first direction of incidence (A) on the beam splitter ( 18 ; 18 ' ), and the second beam source ( 12 ) is arranged so that its beam ( 20 ) falls from the second direction of incidence (B) on the beam splitter. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem für die Strahlteilungsverhältnisse die Beziehung a = 1 – b gilt.A beam generating system according to claim 1, wherein the relationship a = 1-b holds for the beam splitting ratios. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem a < 0,1 und b > 0,9 ist.A beam generating system according to claim 1 or 2, wherein a <0.1 and b> 0.9. Strahlerzeugungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Strahlteiler (18; 18') ein teildurchlässiger Spiegel ist.Beam generating system according to one of the preceding claims, in which the beam splitter ( 18 ; 18 ' ) is a partially transparent mirror. Strahlerzeugungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die ersten und zweiten Strahlquellen (10, 12) parallele Strahlen erzeugen und zum Umlenken eines dieser Strahlen auf den Strahlteiler (18') ein Umlenkspiegel (36) vorgesehen ist. A beam generating system according to any one of the preceding claims, wherein the first and second beam sources ( 10 . 12 ) generate parallel beams and for deflecting one of these beams onto the beam splitter ( 18 ' ) a deflection mirror ( 36 ) is provided. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 5, bei dem der Umlenkspiegel (36) gewölbt ist.A beam generating system according to claim 5, wherein the deflection mirror ( 36 ) is arched. Strahlerzeugungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Strahlteiler (18') ein gewölbter teildurchlässiger Spiegel ist.Beam generating system according to one of the preceding claims, in which the beam splitter ( 18 ' ) is a domed semitransparent mirror.
DE102015217903.6A 2015-09-18 2015-09-18 Beam generation system for lidar sensors Pending DE102015217903A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015217903.6A DE102015217903A1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Beam generation system for lidar sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015217903.6A DE102015217903A1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Beam generation system for lidar sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015217903A1 true DE102015217903A1 (en) 2017-03-23

Family

ID=58224401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015217903.6A Pending DE102015217903A1 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Beam generation system for lidar sensors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015217903A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673156A (en) * 2019-11-01 2020-01-10 自然资源部第二海洋研究所 Double-beam stimulated Brillouin scattering airborne marine laser radar system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673156A (en) * 2019-11-01 2020-01-10 自然资源部第二海洋研究所 Double-beam stimulated Brillouin scattering airborne marine laser radar system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE502007012156C5 (en) DEVICE FOR BEAM SHAPING
EP2430491B1 (en) Device for beamshaping and corresponding laserdevice
DE102007057868B4 (en) Device for generating a linear intensity distribution
DE202017105001U1 (en) LIDAR scanner with MEMS mirror and at least two scan angle ranges
DE102008027231A1 (en) Apparatus and method for beam shaping
EP2113332A1 (en) Method of and laser device for working and/or joining of workpieces with poweracting and pilot lasers and at least one diffractive optical element
DE102010053781B4 (en) Device for converting laser radiation into laser radiation with an M profile
EP2399158B1 (en) Device for homogenisation of laser radiation
DE102017205889B4 (en) Optical arrangement and method for laser interference structuring of a sample
DE102011000978A1 (en) Optoelectronic sensor, particularly laser scanner for use in security systems for monitoring source of danger, has optical element, which is arranged downstream to light transmitter
EP3673289B1 (en) Optical arrangement for a lidar system, lidar system, and working device
WO2005085934A1 (en) Device for producing a linear focussing area for a laser light source
EP2591875A1 (en) Laser with beam transformation lens
EP2976672B1 (en) Device for homogenizing a laser beam
DE102013114083B4 (en) Device for shaping laser radiation
DE102017123462A1 (en) Optical device for a distance measuring device according to the LIDAR principle
DE102021101373A1 (en) Arrangement for laser material processing
DE102015217903A1 (en) Beam generation system for lidar sensors
EP1384105B1 (en) Beam shaping device for shaping the cross-section of a light beam
DE102009059894B4 (en) Optical arrangement for optically pumping an active medium
EP1467228A2 (en) Optoelectronic access control device
DE102008010382A1 (en) Device for splitting a light beam
DE102017209645B4 (en) Micromechanical light deflection device, method for deflecting light using a micromechanical light deflection device and light transmission device
DE102015218535A1 (en) Laser module and lighting device with a laser module
WO2019038063A1 (en) Optical assembly for a lidar system, lidar system, and working device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed