[发明专利]混沌激光器和激光雷达

说明书

本申请公开了一种混沌激光器和激光雷达，涉及激光器领域，用于降低混沌激光器进入混沌态所需时间。混沌激光器，包括：激光器芯片、激光反射单元，其中，激光器芯片包括第一发光面和第二发光面，激光反射单元与第一发光面相对设置，激光反射单元和激光器芯片构成外反馈腔；激光器芯片通过第一发光面和第二发光面发射激光；激光反射单元用于将第一发光面发射的激光反射至第一发光面，并与第二发光面发射的激光形成混沌激光。

技术领域

本申请涉及激光器领域，尤其涉及一种混沌激光器和激光雷达。

背景技术

激光雷达作为一种主动式的传感器，是自动驾驶、机器人、无人机等领域不可或缺的关键器件。如图1所示，激光雷达包括激光器101、发射光学模组102、接收光学模组103、探测器104及信号处理模块105。激光器101产生激光，通过发射光学模组102发射后，被目标物体反射后经由接收光学模组103被探测器104接收，由信号处理模块105根据激光的飞行时间计算得到与目标物体之间的距离。

由于激光器发出的激光信息量非常少，当外界存在干扰激光的时候，激光雷达无法从接收到的反射信号中区分本激光雷达发射的激光以及其他激光雷达发射的激光。现有技术中通过混沌激光器来提高激光雷达的抗干扰能力。任意两个不同的混沌激光器发射的激光都是不同的，并且同一个混沌激光器在不同时刻发射的激光也是随机的。

如图2所示，现有技术中一种基于脉冲的混沌激光器包括：脉冲发生器(pulsegenerator，PG)201、激光器(laser diode，LD)202、光纤耦合器(fiber coupler，FC)203、可调式衰减器(variable attenuator，VA)204、光纤反射镜(fiber mirror，FM)205、功率计(power meter，PM)206、光频隔离器(optical isolator、ISO)207、光电探测器(photodetector，PD)208、示波器(oscilloscope，OSC)209。FC 203、VA 204、FM 205构成外反馈腔，PG 201驱动激光器202产生激光，激光在外反馈腔中被FM 205反射，反射的激光经由FC 203反馈进入激光器202。激光在外反馈腔中经过多次往返之后，会使得激光器进入混沌态(即呈现随机性)，并由ISO 207输出混沌激光。

该方案中外反馈腔由光纤分离元件组成，长度一般在米级，激光器在接收到反射的激光之后并不会立即进入混沌态并输出混沌激光，这就导致外反馈腔越长，激光器进入混沌态所需的时间越久。从而降低了每个脉冲激光中混沌态的有效长度(随机性)，也就减弱了抗干扰能力。

发明内容

本申请实施例提供一种混沌激光器和激光雷达，用于降低混沌激光器进入混沌态所需时间。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种混沌激光器，包括：激光器芯片、激光反射单元，其中，激光器芯片包括第一发光面和第二发光面，激光反射单元与第一发光面相对设置，激光反射单元和激光器芯片构成外反馈腔；激光器芯片通过第一发光面和第二发光面发射激光；激光反射单元用于将第一发光面发射的激光反射至第一发光面，并与第二发光面发射的激光形成混沌激光。

本申请实施例提供的混沌激光器，由激光反射单元与激光器芯片构成外反馈腔，可以将外反馈腔长度降至厘米级别，从而大大降低混沌激光器进入混沌态所需时间。

在一种可能的实施方式中，激光反射单元与第一发光面之间的距离为1～2cm。即外反馈腔的长度可以为1～2cm，大大降低了外反馈腔的长度。

在一种可能的实施方式中，混沌激光器还包括激光器驱动，激光器驱动用于输出驱动信号，以驱动激光器芯片通过第一发光面和第二发光面发射激光。