[發(fā)明專利]基于超晶格器件的激光混沌測(cè)距裝置及測(cè)距方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810200748.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN110261861A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茹占強(qiáng);宋賀倫;吳菲;張學(xué)釗;殷志珍;張耀輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): G01S17/08
• 分類號(hào): G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 深圳市銘粵知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

1.一種基于超晶格器件的激光混沌測(cè)距裝置，其特征在于，包括：

超晶格器件，用于產(chǎn)生混沌振蕩電信號(hào)，

混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊，用于根據(jù)所述混沌振蕩電信號(hào)產(chǎn)生混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

激光測(cè)距模塊，用于根據(jù)所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)向待測(cè)目標(biāo)發(fā)射入射激光并接收由所述待測(cè)目標(biāo)反射的反射激光，且根據(jù)所述反射激光和所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)確定所述測(cè)距裝置到所述待測(cè)目標(biāo)之間的距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊包括：

恒流驅(qū)動(dòng)單元，用于產(chǎn)生恒定電信號(hào)；

直流偏置單元，用于向所述超晶格器件提供偏置電壓，以使所述超晶格器件根據(jù)所述偏置電壓產(chǎn)生混沌振蕩電信號(hào)；

信號(hào)疊加單元，用于將所述恒定電信號(hào)和所述混沌振蕩電信號(hào)疊加形成所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

信號(hào)分路單元，用于將所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)分成兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且將兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一提供給所述激光測(cè)距模塊；

第一信號(hào)讀取單元，用于從所述信號(hào)分路單元讀取兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之另一。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述激光測(cè)距模塊包括：

激光器，用于根據(jù)兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一向待測(cè)目標(biāo)發(fā)射入射激光；

探測(cè)器，用于探測(cè)接收由所述待測(cè)目標(biāo)反射的反射激光，且將所述反射激光轉(zhuǎn)換為混沌探測(cè)信號(hào)；

第二信號(hào)讀取單元，用于從所述探測(cè)器讀取所述混沌探測(cè)信號(hào)；

處理單元，用于對(duì)從所述第一信號(hào)讀取單元接收的兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之另一和從所述第二信號(hào)讀取單元接收的混沌探測(cè)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)處理以得到延遲時(shí)間，且根據(jù)所述延遲時(shí)間計(jì)算出所述測(cè)距裝置到所述待測(cè)目標(biāo)之間的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述處理單元進(jìn)一步地根據(jù)所述延遲時(shí)間并利用下面的式子1計(jì)算出所述測(cè)距裝置到所述待測(cè)目標(biāo)之間的距離，

[式子1]

其中，τ表示所述延遲時(shí)間，c表示光在空氣中的傳播速度，L表示所述測(cè)距裝置到所述待測(cè)目標(biāo)之間的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述激光器為垂直腔面發(fā)射激光器；和/或所述探測(cè)器為單管光電探測(cè)器或者陣列光電探測(cè)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述超晶格器件包括：襯底、半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)層、金屬底電極、金屬頂電極；

所述半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)層及所述金屬底電極設(shè)置于所述襯底之上，且所述金屬底電極分布于所述半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)層的兩側(cè)，所述金屬頂電極設(shè)置于所述半導(dǎo)體超晶格結(jié)構(gòu)層之上。

7.一種測(cè)距方法，其特征在于，包括步驟：

S100、超晶格器件產(chǎn)生混沌振蕩電信號(hào)，

S200、根據(jù)所述混沌振蕩電信號(hào)產(chǎn)生混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

S300、根據(jù)所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)向待測(cè)目標(biāo)發(fā)射入射激光并接收由所述待測(cè)目標(biāo)反射的反射激光，根據(jù)所述反射激光和所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)確定所述測(cè)距裝置到所述待測(cè)目標(biāo)之間的距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)距方法，其特征在于，所述步驟S200具體包括：

S210、產(chǎn)生恒定電信號(hào)；

S220、將所述恒定電信號(hào)和所述混沌振蕩電信號(hào)疊加形成所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

S230、將所述混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)分成兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且將兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一提供給所述激光測(cè)距模塊；

S240、從信號(hào)分路單元讀取兩路混沌驅(qū)動(dòng)信號(hào)之另一。