[發(fā)明專利]基于超晶格器件的激光混沌測距裝置及測距方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810200748.4
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN110261861A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 茹占強;宋賀倫;吳菲;張學釗;殷志珍;張耀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

1.一種基于超晶格器件的激光混沌測距裝置，其特征在于，包括：

超晶格器件，用于產生混沌振蕩電信號，

混沌驅動信號生成模塊，用于根據所述混沌振蕩電信號產生混沌驅動信號；

激光測距模塊，用于根據所述混沌驅動信號向待測目標發(fā)射入射激光并接收由所述待測目標反射的反射激光，且根據所述反射激光和所述混沌驅動信號確定所述測距裝置到所述待測目標之間的距離。

2.根據權利要求1所述的測距裝置，其特征在于，所述混沌驅動信號生成模塊包括：

恒流驅動單元，用于產生恒定電信號；

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所述偏置電壓產生混沌振蕩電信號；

信號疊加單元，用于將所述恒定電信號和所述混沌振蕩電信號疊加形成所述混沌驅動信號；

信號分路單元，用于將所述混沌驅動信號分成兩路混沌驅動信號，且將兩路混沌驅動信號之一提供給所述激光測距模塊；

第一信號讀取單元，用于從所述信號分路單元讀取兩路混沌驅動信號之另一。

3.根據權利要求2所述的測距裝置，其特征在于，所述激光測距模塊包括：

激光器，用于根據兩路混沌驅動信號之一向待測目標發(fā)射入射激光；

探測器，用于探測接收由所述待測目標反射的反射激光，且將所述反射激光轉換為混沌探測信號；

第二信號讀取單元，用于從所述探測器讀取所述混沌探測信號；

處理單元，用于對從所述第一信號讀取單元接收的兩路混沌驅動信號之另一和從所述第二信號讀取單元接收的混沌探測信號進行互相關處理以得到延遲時間，且根據所述延遲時間計算出所述測距裝置到所述待測目標之間的距離。

4.根據權利要求3所述的測距裝置，其特征在于，所述處理單元進一步地根據所述延遲時間并利用下面的式子1計算出所述測距裝置到所述待測目標之間的距離，

[式子1]

其中，τ表示所述延遲時間，c表示光在空氣中的傳播速度，L表示所述測距裝置到所述待測目標之間的距離。

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

6.根據權利要求1所述的測距裝置，其特征在于，所述超晶格器件包括：襯底、半導體超晶格結構層、金屬底電極、金屬頂電極；

所述半導體超晶格結構層及所述金屬底電極設置于所述襯底之上，且所述金屬底電極分布于所述半導體超晶格結構層的兩側，所述金屬頂電極設置于所述半導體超晶格結構層之上。

7.一種測距方法，其特征在于，包括步驟：

S100、超晶格器件產生混沌振蕩電信號，

S200、根據所述混沌振蕩電信號產生混沌驅動信號；

S300、根據所述混沌驅動信號向待測目標發(fā)射入射激光并接收由所述待測目標反射的反射激光，根據所述反射激光和所述混沌驅動信號確定所述測距裝置到所述待測目標之間的距離。

8.根據權利要求7所述的測距方法，其特征在于，所述步驟S200具體包括：

S210、產生恒定電信號；

S220、將所述恒定電信號和所述混沌振蕩電信號疊加形成所述混沌驅動信號；

S230、將所述混沌驅動信號分成兩路混沌驅動信號，且將兩路混沌驅動信號之一提供給所述激光測距模塊；

S240、從信號分路單元讀取兩路混沌驅動信號之另一。