[发明专利]多光束扫描装置及多光束扫描方法

权利要求书

1.一种多光束扫描装置，其特征在于，该装置包括：

至少一个被配置为发射不同波长的阵列激光脉冲的信号发射单元；

第一光学单元，用于对所述阵列激光脉冲依次进行准直和衍射以形成发射光束；

第二光学单元，用于对发射光束经待测目标散射或反射的光束依次进行衍射和准直，以形成返回光束；

被配置为接收不同波长的返回光束的信号接收单元；以及

距离分析单元，对返回光束进行信号分析以确定待测目标距离。

2.根据权利要求1所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述的信号发射单元依次包括：

被配置为能够发射不同波长激光光束的可调谐激光光源；

用于将激光光束形成激光脉冲的脉冲发生器；

用于将激光脉冲进行放大的光放大器；和

用于将激光脉冲进行分路以形成阵列激光脉冲的光分路器。

3.根据权利要求1所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述第一光学单元依次包括用于对阵列激光脉冲进行准直的发射透镜、和第一衍射光栅。

4.根据权利要求3所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述第二光学单元依次包括第二衍射光栅和用于对光束进行准直的接收透镜。

5.根据权利要求4所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述第一衍射光栅和第二衍射光栅形成整体。

6.根据权利要求1或4所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述信号接收单元包括用于接收返回光束的光检测器、用于对光检测器接收信号进行信号处理的信号放大调理电路。

7.根据权利要求6所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述可调谐激光光源的数量大于等于两个，所述光检测器的数量大于等于两个，所述光检测器与所述可调谐激光光源一一对应。

8.根据权利要求1所述的多光束扫描装置，其特征在于，所述距离分析单元包括多个ADC或多个比较计时器或鉴相器。

9.根据权利要求2所述的多光束扫描装置，其特征在于，该多光束扫描装置还包括一个计算控制单元，用于对可调谐激光光源的波长进行调节，用于对光放大器的放大倍数进行调节，用于触发脉冲发生器，用于根据不同波长所对应的距离获得待测目标距离与波长的关系、再结合波长与角度的关系映射出待测目标距离与角度的关系。

10.一种多光束扫描方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤a：生成第一波长的阵列激光脉冲；

步骤b：对阵列激光脉冲依次进行准直后经过衍射光栅以形成发射光束；

步骤c：将所述发射光束导向所述待测目标，并且将从所述待测目标散射或反射的光束经过衍射光栅后再进行准直以形成返回光束；

步骤d：接收所述返回光束并对返回光束进行放大和信号调理后对返回光束进行信号分析以确定待测目标距离；

步骤e：生成第i波长的阵列激光脉冲，重复步骤b至步骤d，其中，i=2,3，……，n；

步骤f：根据不同波长所对应的距离获得待测目标距离与波长的关系、再结合波长与角度的关系映射出待测目标距离与角度的关系以重构待测目标的二维空间结构。