混合固态激光雷达
混合固态激光雷达的成本的优势很明显,除了成本以外,混合固态激光雷达还有一个巨大的优势,那就是他可以通过车规,而这主要得益于它的工作原理。根据厂商的不同,混合固态激光雷达的工作原理也不太相同,目前市面上的混合固态激光雷达主要都是转镜方案,再往下细分的话可以分为旋转多面体反射镜方案、双楔形棱镜型方案。
混合固态激光雷达利用激光雷达脉冲波的穿透,可以探索森林领域。通过分析脉冲波的回波波形数据,可以得到森林地形的三维结构,可以估算森林高度?冠层结构等重要参数,估算森林生物量,可以找到地下墓冢?建筑等,用于其他林业研究。考古研究提供基本数据。激光雷达定向强角分辨率高?短工作波,可测量距离、速度、角度等参数,且空间无大气衰减和散射,激光光量为、重量小、能耗低,在太空部门也在发展。在过去的十年中,激光雷达已被广泛应用于航天器领域,如星际激光测量仪器?航天器对接和着陆导航、飞机成像。
固态激光雷达研究进展
激光雷达可以高精度、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像,在测绘、导航等领域具有重要作用。本文首先介绍了从机械式向全固态过渡的微机械系统激光雷达解决方案;其次针对激光雷达全固态的发展需求,介绍了面阵闪光、相控阵激光雷达的基本原理和典型实现方法,从液晶、光波导材料等研究方向阐述相控阵激光雷达研究现状;总结了目前激光雷达存在的问题及不同的解决方案,并对未来发展趋势进行了展望。
液晶(LC)相控阵
McManamon等人研制出液晶材料的光学相控阵结构,液晶在全固态的激光雷达领域的应用得到了可行性的初步验证。如图13所示,通过外加电压改变液晶的取向,实现不同阵元的相位调节,可以获得远场光束的偏转效果。液晶的光学相控阵有驱动电压较小、易于大面积阵列集成的优点,目前较大规模商用的空间光调制器(spatial light modulator,SLM)得到了产业界的检验,有望应用在激光雷达领域。目前,液晶光学相控阵的大扫描角度大约±10°,扫描速度在毫秒量级。研究者主要围绕如何增大响应速度、增加扫描精度等问题开展研究。David Engström等人为了弥补液晶光学相控阵的响应时间的不足,使用铁电液晶材料的空间光调制器,增大了液晶的响应速度,响应时间可达到200μs,控制电压范围±3.4V,光束偏转角达到±9°。