[發明專利]激光雷達系統的跨阻放大器

在審

• 申請號: 201910949014.0
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN111025267A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: T·J·塔爾迪;M·馬爾奎恩;J·C·李;K·R·埃利奧特
• 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: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

一種激光雷達系統、光子芯片和探測目標的方法。該光子芯片包括激光器和一個或多個光電探測器。該激光器產生發射光束。該一個或多個光電探測器接收反射光束，該反射光束是發射光束從目標的反射，并響應于反射光束信號而產生電信號作為輸出。放大器配置成放大與反射光束相關的信號，以放大該一個或多個光電探測器的輸出信號。處理器根據放大的輸出信號確定目標的參數。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年10月9日提交的美國臨時申請序列號62/743,253的權益，其內容通過引用全部并入本文。

技術領域

本公開涉及用于探測目標的系統和方法，尤其涉及包括信號放大器的激光雷達系統設計。

背景技術

用于車輛的激光雷達系統可以使用帶有激光器的光子芯片。激光從光子芯片傳輸并被目標反射出去。使用反射光束和本地振蕩器光束來確定發射光和反射光之間的差異，以便確定目標的各種參數，例如其距離、方位角、仰角和速度。本地振蕩器光束和反射光束通常都會出現功率損耗。使用一個或多個光電探測器從反射光束以及本地振蕩器光束產生電信號。激光雷達系統的最大工作距離與光電探測器產生的信號的信噪比有關。因此，希望能夠增加光電探測器所產生的信號的信噪比。

發明內容

在一個示例性實施例中，公開了一種探測目標的方法。該方法包括引導來自光子芯片的發射光束，在光子芯片處接收反射光束，反射光束是發射光束從目標的反射，放大與反射光束相關的信號，以及在處理器處使用放大的信號確定目標的參數。

除了本文描述的一個或多個特征之外，放大與反射光束相關的信號還包括放大本地振蕩器光束。該方法還包括使用光子放大器放大本地振蕩器光束，該光子放大器接收來自產生發射光束的光子芯片的激光器的泄漏能量。該方法還包括將放大的本地振蕩器光束與反射光束耦合，在接收耦合的經放大本地振蕩器光束和反射光束的光電探測器處獲得輸出信號，并根據輸出信號確定目標的參數。該方法還包括放大與反射光束相關的信號，還包括經由電子放大器放大由接收反射光束的光電探測器輸出的電信號。電子放大器可以是光子芯片的集成部件。電子放大器可以與光子芯片分離。

在另一個示例性實施例中，光子芯片包括一個或多個光電探測器，和放大器。該一個或多個光電探測器接收光信號，并可操作以響應于光信號而產生電信號。放大器配置成提供該一個或多個光電探測器的放大輸出信號。

除了本文描述的一個或多個特征之外，放大器還放大本地振蕩器光束，該本地振蕩器光束耦合到反射光束，以形成在一個或多個光電探測器處接收的光信號。放大器可以是光子芯片的激光器的元件，接收來自激光器的泄漏能量。激光器產生發射光束，反射光束是發射光束從目標的反射。放大器可以是接收在一個或多個光電探測器處產生的電信號的電子放大器。電子放大器是光子芯片的集成部件。

在又一示例性實施例中，激光雷達系統包括光子芯片、放大器和處理器。光子芯片包括激光器和一個或多個光電探測器。激光器配置成產生發射光束。一個或多個光電探測器接收反射光束并且可操作以響應于反射光束信號而產生電信號，其中該反射光束是發射光束從目標的反射。放大器配置成放大與反射光束相關的信號，以放大一個或多個光電探測器的輸出信號。處理器配置成根據放大的輸出信號確定目標的參數。

除了本文描述的一個或多個特征之外，激光器產生耦合到反射光束以形成光信號的本地振蕩器光束，并且放大器配置成放大本地振蕩器光束。放大器可以是光子芯片的激光器元件，接收來自激光器的泄漏能量。放大器可以是接收在一個或多個光電探測器處產生的電信號的電子放大器。電子放大器可以是光子芯片的集成部件。電子放大器可以是與光子芯片分離的部件。處理器可以使用目標的參數來導航車輛。

通過以下結合附圖進行的詳細描述，本公開的上述特征和優點以及其他特征和優點是顯而易見的。

附圖說明

其他特征、優點和細節僅通過示例的方式出現在以下詳細描述中，該詳細描述參考附圖，其中：