[发明专利]一种基于衍射分束元件的激光雷发射系统

说明书

本发明公开一种基于衍射分束元件的激光雷发射系统包括脉冲激光器准直发射模块和衍射分束元件；所述脉冲激光器准直发射模块和所述衍射分束元件对应设置；所述脉冲激光器准直发射模块包括激光器，所述脉冲激光器准直发射模块通过光学系统的组合实现对所述激光器光源的准直处理，准直处理后的准直激光垂直入射入所述衍射分束元件上，所述衍射分束元件将垂直入射的所述准直激光均匀分为若干发散光束，所述发散光束之间的角度可以通过调节所述衍射分束元件的结构来进行精密控制；本发明通过衍射分束元件，可以精确控制各激光雷达发射线束之间的角度，从而可以避免精密、复杂的微组装过程，提高线束之间的精度与以一致性。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种基于衍射分束元件的激光雷发射系统。

背景技术

近几年来，随着机器人、无人驾驶领域的蓬勃发展，对智能感知传感器的需求越来越紧迫。激光雷达是关键核心智能感知传感器之一，因测距精度高，方向性强，响应快，不受地面杂波影响等优势，且能有效提供机器人、车辆決策与控制系统所需之信息，成为目前机器人、无人驾驶等环境感测最有效方案。

但现有激光雷达为保证空间扫描的高分辨率，激光雷达的发射模块多为复杂而精密光路调节机构，在组装过程中部件间配合精密要求高，致使模块制作成本高，无法批量生产，严重影响激光雷达的普及性，制约机器人、无人驾驶领域的发展。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于衍射分束元件的激光雷发射系统包括脉冲激光器准直发射模块和衍射分束元件；所述脉冲激光器准直发射模块和所述衍射分束元件对应设置；所述脉冲激光器准直发射模块包括激光器，所述脉冲激光器准直发射模块通过光学系统的组合实现对所述激光器光源的准直处理，准直处理后的准直激光垂直入射入所述衍射分束元件上，所述衍射分束元件将垂直入射的所述准直激光均匀分为若干发散光束，所述发散光束之间的角度可以通过调节所述衍射分束元件的结构来进行精密控制。

较佳的，所述基于衍射分束元件的激光雷发射系统还设置有旋转平台，所述旋转平台可绕所述旋转平台的中心轴线在水平方向上进行旋转，所述脉冲激光器准直发射模块和所述衍射分束元件设置在所述旋转平台上。

较佳的，所述脉冲激光器准直发射模块还包括柱透镜、非球面透镜，所述柱透镜和所述非球面透镜设置在所述激光器和所述衍射分束元件之间；所述非球面柱透镜对所述激光器发射激光在快轴方向上的发散角进行压缩；所述非球面透镜对所述发射激光在所述慢轴方向上和所述快轴方向上进行准直。

较佳的，所述激光器的出光面在所述非球面透镜的焦平面处，所述非球面透镜的焦距大干30mm。

较佳的，所述激光器采用波长为905nm的脉冲半导体激光器，峰值发射功率为30W，所述准直激光发散角为3mrad*3mrad。

较佳的，经所述衍射分束元件分束的所述发散光束为五道，所述衍射光栅分束元件的各个所述发散光束的功率均匀性≤±10％，发射效率≥75％，五道所述发散光束形成的整个光束发散角为12°，相邻所述发散光束之间的夹角为3°。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明通过衍射分束元件，可以精确控制各激光雷达发射线束之间的角度，从而可以避免精密、复杂的微组装过程，提高线束之间的精度与以一致性；2，在不增加激光器数目的基础上，通过时分复用技术，可实现对空间探测的分辨率成倍提高，避免了现有技术中提高分辨率而带来的巨大成本增加，系统扩展性强；3，通过调整所述旋转马达的转动角度以进行多轮扫描；可填补单次扫描下相邻光束之间角度的空间范围，从而大幅度提高空间扫描分辨率。

附图说明

图1为所述激光雷达发射系统实施例二的结构立体图；

图2为所述激光雷达发射系统实施例二的光路侧视图；