[发明专利]激光器、包括其的激光雷达以及使用激光雷达扫描的方法

说明书

本发明涉及一种激光器，包括：泵浦单元，配置成可产生泵浦光；增益单元，位于所述泵浦单元的光路下游并接收所述泵浦光；品质因数调节单元；分光单元，配置为生成出射激光和多个不同波长的调谐光，不同波长的调谐光的传播方向不同；扫描单元，配置成可接收多个不同波长的调谐光，并将不同波长的调谐光中的至少一束原光路返回到所述分光单元；反射单元，反射单元、分光单元、以及所述扫描单元构成激光谐振腔，所述被原路返回到所述分光单元的调谐光最终在所述激光谐振腔中形成振荡，其中品质因数调节单元配置成可调节所述激光谐振腔的品质因数；和滤波单元，所述滤波单元配置成可接收由所述分光单元生成的出射激光，滤波后出射。

技术领域

本发明大致涉及光电技术领域，尤其涉及一种激光器、包括该激光器的激光雷达以及使用该激光雷达进行扫描的方法。

背景技术

二极管泵浦的固体激光器(DPSSL)作为一种新型激光器，近年来发展迅速。相比于传统灯泵浦固体激光器，DPSSL用特定波长的激光二极管取代了闪光灯，达到了更高的光光转换效率和更长的工作时间和小尺寸。目前，已有许多类型的二极管泵浦固体激光器实现了商品化，广泛应用于激光测距，工业加工等。

被动调Q是固体激光器产生脉冲激光的一种方式。谐振腔的Q值定义为储存的总能量与腔内单位时间损耗的能量之比。通过改变腔内损耗的办法来调节腔内的Q值，在Q开关打开时形成激光脉冲。

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。近年来，自动驾驶技术发展迅速，激光雷达作为其距离感知的核心传感器，已不可或缺。TOF(Time of flight)激光雷达对于近距离、强反射的被测物体，需要降低激光脉冲能量，否则会出现探测器信号饱和，影响探测性能。而被动调Q固体激光器难以实现单个脉冲能量连续可调，是因为调Q固体激光器是经半导体二极管泵浦激光增益介质产生激光。一旦泵浦功率达到泵浦阈值功率，产生激光脉冲的能量随泵浦功率增加基本保持不变。无法像半导体激光器那样，通过改变注入电流的方式直接调节输出功率。

就发明人所知，目前采用偏振片调节激光功率存在的主要问题是整个装置的体积大，不利于固体激光器的封装和集成，不利于激光器小型化。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种激光器，包括：

泵浦单元，所述泵浦单元配置成可产生泵浦光；

增益单元，所述增益单元位于所述泵浦单元的光路下游并接收所述泵浦光；

品质因数调节单元；

分光单元，所述分光单元配置为生成出射激光和多个不同波长的调谐光，所述不同波长的调谐光的传播方向不同；

扫描单元，所述扫描单元配置成可接收所述多个不同波长的调谐光，并将所述不同波长的调谐光中的至少一束原光路返回到所述分光单元；

反射单元，所述反射单元、分光单元、以及所述扫描单元构成激光谐振腔，所述被原路返回到所述分光单元的调谐光最终在所述激光谐振腔中形成振荡，其中所述品质因数调节单元配置成可调节所述激光谐振腔的品质因数；和

滤波单元，所述滤波单元配置成可接收由所述分光单元生成的出射激光，滤波后出射。

根据本发明的一个方面，所述反射单元位于所述泵浦单元与所述增益单元之间，并配置成可将从所述增益单元朝着所述泵浦单元的光束反射回所述增益单元，所述扫描单元通过摆动或转动的方式改变所述多个调谐光的入射角度，并使垂直入射的调谐光按原光路返回，经所述分光单元，投射至所述反射单元以在所述激光谐振腔内形成对应波长的调谐光的来回反射。

根据本发明的一个方面，所述分光单元基于所述形成振荡的调谐光生成所述出射激光。