[發明專利]單MEMS反射鏡芯片級激光雷達

在審

• 申請號: 201910462072.0
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110857978A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: K·薩亞赫;P·R·帕特森;R·薩基西安;R·克雷默;O·葉菲莫夫
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/931
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;王麗輝

一種芯片級激光雷達(光探測和測距)系統、光學組件和激光雷達平臺。該系統包括光子芯片、與光子芯片相關聯的激光器、光循環器以及MEMS掃描儀。激光器、光循環器和MEMS掃描儀是共線的。光子芯片包括邊緣耦合器。光學組件包括外殼和外殼內的平臺，該外殼具有孔。該平臺包括激光器、光循環器和MEMS掃描儀。

引言

本主題公開涉及芯片級激光雷達(光探測和測距)系統，尤其涉及芯片級激光雷達的組件和架構。

激光雷達是一種遙感方法，其使用脈沖或頻率或相位調制激光器形式的光來測量選定物體的范圍和其他參數。激光雷達系統的使用越來越需要減少形狀因數和減輕重量，同時仍能提供可靠的測量值。因此，希望提供一種重量輕、體積小的激光雷達系統。

發明內容

在一個示例性實施例中，公開了一種芯片級激光雷達(光探測和測距)系統。該系統包括光子芯片、與光子芯片相關聯的激光器、光循環器以及微機電系統(MEMS)掃描儀，其中激光器、光循環器和MEMS掃描儀是共線的。

除了本文所述的一個或多個特征之外，該系統還包括反射鏡，該反射鏡用于將由光循環器轉向的返回光束導向邊緣耦合器。該系統包括外殼，該外殼包括孔，其中，MEMS掃描儀引導來自激光器的光穿過該孔。來自激光器的光以非零角度入射到MEMS掃描儀的反射面上。光循環器被放置在光學底座的水平表面上，并且MEMS掃描儀被放置在與光學底座的水平表面成非零角度的表面上。該系統還包括用于控制激光器和MEMS掃描儀的操作的電路板。該系統還包括與光源相關聯的光移頻器，該光移頻器用于移動光源處的本地振蕩器頻率。

在另一示例性實施例中，公開了一種激光雷達(光探測和測距)平臺。激光雷達平臺包括：光子芯片，具有激光器和邊緣耦合器；光循環器；以及MEMS掃描儀，其中，激光器、光循環器和MEMS掃描儀是共線的。

除了本文所述的一個或多個特征之外，激光雷達平臺還包括反射鏡，該反射鏡用于將由光循環器轉向的返回光束導向光子芯片的邊緣耦合器。該激光雷達平臺包括外殼，該外殼包括孔，其中，MEMS掃描儀引導來自激光器的光穿過該孔。來自激光器的光以非零角度入射到MEMS掃描儀的反射面上。光循環器放置在水平面上，并且MEMS掃描儀放置在與水平面成非零角度的表面上。激光雷達平臺還包括電路板，電路板用于控制激光器和MEMS掃描儀的操作。激光雷達平臺還包括與光源相關聯的光移頻器，該光移頻器用于移動光源處的本地振蕩器頻率。

在又一示例性實施例中，公開了一種用于芯片級激光雷達(光探測和測距)的光學組件。光學組件包括外殼和外殼內的平臺，該外殼具有孔。該平臺包括與光子芯片相關聯的激光器、光循環器以及MEMS掃描儀，其中，光源、光循環器和MEMS掃描儀是共線的。

除了本文所述的一個或多個特征之外，激光雷達平臺還包括反射鏡，該反射鏡用于將由光循環器轉向的返回光束導向光子芯片的邊緣耦合器。MEMS掃描儀引導來自激光器的光穿過該孔。來自激光器的光以非零角度入射到MEMS掃描儀的反射面上。光循環器放置在平臺的水平表面上，MEMS掃描儀放置在與水平表面成非零角度的表面上。光學組件還包括電路板，電路板用于控制激光器和MEMS掃描儀的操作。

通過結合附圖，從以下詳細描述中本公開的上述特征和優點以及其他特征和優點將變得顯而易見。

附圖說明

其他特征、優點和細節僅作為示例出現在以下詳細描述中，該詳細描述參考附圖，其中：

圖1示出了芯片級激光雷達系統的平面圖；

圖2示出了圖1的芯片級激光雷達系統的側視圖；

圖3示出了用于圖1的激光雷達系統的組件；以及

圖4示出了另選實施例中芯片級激光雷達系統的側視圖。；

具體實施方式