[发明专利]具有改进的信噪比的相干激光雷达系统

权利要求书

1.一种相干激光雷达成像系统(30、35)包括：

-激光源(SL)，其被配置为发射具有时间调制的光频(F_L)的激光辐射(L)，

-检测设备(Det)，其包括像素的矩阵阵列(P)，像素(Pij)包括光电检测器组件(PD(i,j))，

-被称为分光器(DS)的第一光学设备，其被设计为将所述激光辐射(L)在空间上分为被称为参考光束(L_ref)的光束和被称为对象光束(L_o)的光束，所述被称为对象光束(L_o)的光束被引导到要被观察的场景(Obj)，

-光学成像系统(Im)，其具有光轴(AO)，并且通过在所述检测设备的所述像素上对由所述场景反射的对象光束(Lo,r)进行成像来产生所述场景的图像，由所述场景反射并且照射像素的所述对象光束的一小部分被称为像素图像光束(Lo,r/pix)，

-第二光学设备(D2)，其被设计为将所述参考光束的一小部分路由到每个光电检测器，所述参考光束的一小部分被称为像素参考光束(Lref/pix)，

所述第二光学设备(D2)和所述光学成像系统(Im)还被配置为：在像素的所述光电检测器组件处并且在实质上相同的传播方向上叠加所述像素参考光束(Lref/pix)和所述像素图像光束(Lo,r/pix)，从而形成像素重组光束(Lrec/pix)，

像素的所述光电检测器组件被配置为：根据所述像素重组光束生成像素检测信号(Spix)，所述像素检测信号具有被称为像素总强度(Itot/pix)的强度，所述像素总强度包括调制强度(I_AC/pix)和恒定强度(I_DC/pix)，

所述分光器具有能够变化的第一透射率(T1)，所述第一透射率(T1)对于所有像素是相同的并且是能够调制的，

所述第二光学设备还包括：至少一个强度调制器(IM，IMIij)，其被设计为通过应用能够调制的像素透射率(xij)来调制每个像素参考光束的强度，

-所述相干激光雷达成像系统还包括：处理单元(UT)，其被配置为应用第一透射率值(T1)和针对每个像素的像素透射率值(xij)，所述值是经由控制回路并且使用优化标准被确定的，所述优化标准包括：针对每个像素，获得小于阈值强度(Is)的像素总强度，并且获得改进的信噪比(SNR)，

所述相干激光雷达成像系统还被配置为：针对每个像素，确定所述重组光束的拍频(F(i,j))。

2.根据前述权利要求所述的系统，其中，像素的信噪比(SNR_pix)对应于在给定时间(Tint)内积分的调制强度与在相同时间内积分的总强度的平方根的比率，所述信噪比(SNR)是根据所述像素的所述信噪比(SNR_pix)被确定的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述优化标准还包括：获得所述像素信噪比值(SNR_pix)的减小的色散(σSNR)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述优化标准还包括：针对每个像素，获得也被改进的总强度或调制强度。

5.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述参考光束在自由空间中传播，所述第二光学设备(D2)包括：被称为组合器(DR)的光学重组设备，其被配置为将所述参考光束和由所述场景反射的所述图像光束进行叠加，

所述分光器和所述第二光学设备被配置为：在垂直于所述光轴的平面中形成所述参考光束的虚拟或真实中间图像(PS)，所述平面被称为中间图像平面(PI)，所述中间平面被布置为生成平渲条纹，其是通过在每个被照射的像素上所述像素参考光束与所述像素图像光束之间的干涉获得的，

所述强度调制器是能够电控制的矩阵组件(SLM)，其位于所述分光器下游和所述第二光学设备上游的所述参考光束的光学路径上。