【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光雷達領域，并且更具體地，涉及一種收發裝置、激光雷達及數據處理方法。
技術介紹
1、當前激光雷達所使用的發射裝置(發射裝置包括光源、發射光學組件等)和接收裝置(接收裝置包括探測器、接收光學組件等)采用相互獨立的設計，例如，發射裝置中的發射光學組件和接收裝置中的接收光學組件相互平行設置，光源和發射光學組件、以及探測器和接收光學組件分別進行固定和裝調，使發射光學組件對光源發出的探測光進行準直，接收光學組件對探測光被障礙物反射的回波光進行聚焦。
2、為了實現二維掃描，一種方案采用單個激光器和單個探測器，通過二維掃描鏡將探測光在二維方向上偏轉到不同的角度。
3、另一種方案如圖1a所示，發射裝置包括一維陣列的激光器11和發射光學組件13，一維陣列中不同位置的激光器發出的探測光經過發射光學組件13后向不同的垂直角度出射，從而實現垂直方向的掃描。接收裝置為對應的一維陣列的探測器15和接收光學組件17，不同位置的探測器適于接收從不同垂直角度反射的回波光。可以通過發射裝置和接收裝置的旋轉、或者通過在水平方向偏轉的一維掃描鏡對探測光進行反射來實現水平方向的掃描，從而可以實現二維掃描。
4、再一種方案如圖1b所示的固態雷達方案，發射裝置為二維面陣激光器12，發出的探測光經過發射光學組件14的整形即可實現二維掃描。接收裝置為對應的二維面陣探測器16，接收光學組件18將回波光聚焦到對應的探測器16進行接收和探測。
5、現有技術這種收發分立的方案需要對發射視場和接收視場進行對準，從而加大了激光
6、因此，需要設計一種新的雷達收發系統，以解決以上介紹的收發分立方案帶來的各種技術問題。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種收發裝置，包括：光發射層，所述光發射層包括至少一個光發射器，所述光發射器適于產生并發出發射光；光探測層，所述光發射層堆疊到所述光探測層，所述光探測層包括至少一個探測單元，所述探測單元被配置用于接收并檢測入射光，以及合束層，所述合束層設置在所述發射光和所述入射光的光路上，并且被配置用于至少部分地將所述入射光與所述發射光分離。
2、優選地，所述光發射層包括襯底和至少一個光發射器，所述光發射層的第一表面包括金屬層，所述金屬層與所述光發射器的電極相連，并且其中，所述金屬層包括至少一個出光孔，所述出光孔與至少一個所述光發射器的出光窗口相對應。
3、優選地，所述光探測層包括襯底和至少一個探測單元，所述金屬層還包括至少一個入光孔，所述入光孔與探測單元的光敏面相對應。
4、優選地，所述出光孔具有第一尺寸，所述入光孔具有第二尺寸，并且所述第二尺寸被設置成不小于所述第一尺寸。
5、優選地，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，且不大于所述第一尺寸的1.1倍。
6、優選地，所述合束層包括基底和設置在所述基底內的合束組件，所述合束組件包括：分光元件和反射元件，所述分光元件被配置用于允許來自所述光發射器的至少一部分發射光從其通過，并使得入射光的至少一部分被其反射，以實現至少部分地將所述入射光與所述發射光分離；所述反射元件將所述分光元件反射的入射光反射至所述探測單元。
7、優選地，所述光發射器被配置用于發射線偏振光，所述分光元件包括偏振分光元件。
8、優選地，所述合束層的第一表面包括1/4波片。
9、優選地，所述分光元件包括：比例反射鏡；或者空間上局部透射局部反射的反射鏡。
10、優選地，所述光發射層包括多個光發射器，所述多個光發射器在所述光發射層的襯底內陣列排列；所述合束層包括多個合束組件，所述合束組件與所述光發射器一一對應。
11、優選地，所述基底的材料包括硅。
12、優選地，所述合束層的第一表面設置有第一焊盤；所述合束層的第二表面設置有第二焊盤，所述第二焊盤被配置用于與所述光發射層的金屬層電連接，并且所述合束層內包括金屬化通孔，將所述第一焊盤和所述第二焊盤電連接。
13、優選地，所述合束層的第二表面設置有濾光片，且所述濾光片設置在所述入射光的路徑中。
14、優選地，所述濾光片的帶寬被設置為與所述光發射器的光譜寬度相適應。
15、優選地，所述光探測層包括多個探測單元，所述多個探測單元在所述光探測層的襯底內陣列排列，且與所述合束組件一一對應，所述探測單元包括一個或多個光探測器。
16、優選地，所述光探測器包括單光子雪崩二極管、硅光電倍增管、雪崩光電二極管或者光電二極管中的一項或多項。
17、優選地，所述的收發裝置進一步包括電路層，所述光探測層堆疊到所述電路層，并且所述電路層被配置用于接收來自所述探測單元的電信號。
18、優選地，所述光探測層與所述電路層通過混合鍵合電連接。
19、本專利技術還提供了一種激光雷達，包括：如以上所述的任一收發裝置，以及光學組件，所述光學組件設置在所述發射光和所述入射光的光路上，所述收發裝置產生的發射光經過所述光學組件準直后出射到外部空間，所述發射光被障礙物反射的入射光經過所述光學組件匯聚到所述收發裝置。
20、本專利技術還提供了一種數據處理方法，包括：利用以上所述的任一收發裝置的所述光探測層中的探測單元檢測入射光，所述探測單元包括多個光探測器；獲取一個或多個非飽和光探測器接收到的光信號強度；基于所述一個或多個非飽和光探測器接收到的光信號強度，獲取所述探測單元接收到的入射光強度。
21、優選地，基于所述一個或多個非飽和光探測器接收到的光信號強度，根據入射光在所述探測單元的光敏面上的強度分布，獲取所述探測單元接收到的入射光強度
22、相比與現有技術，本專利技術至少能夠實現以下各方面的優點：
23、1.本專利技術通過將光發射層和光探測層進行堆疊，采用合束層將入射光與發射光分離，從而將光發射器和探測單元集成于收發裝置中，使光發射器和探測單元的相對位置固定，無需進行發射視場和接收視場的對準裝調，大大簡化了裝調難度；并且本專利技術的收發裝置在工作過程中能夠保持光發射器和探測單元的相對位置，不易發生偏移，提高了工作穩定性；
24、2.當本專利技術的收發裝置設置在例如激光雷達中時，發射光和入射光可以共用光學組件，從而使激光雷達的結構緊湊，有利于壓縮激光雷達的體積，便于安裝；
25、3.本專利技術的收發裝置中的光發射層上設置有金屬層以用于光發射器的電連接，并且金屬層上所形成的入光孔的尺寸優選地設置成大于出光孔的尺寸并且不大于出光孔尺寸的1.1倍或1.05倍，從而既可以更多地接收到由障礙物反射回的入射光，提高接收到的光能量，從而增強探測能力，尤其是對遠距離障礙物的探測性能，還能防止過多的環境光通過入光孔而進入探測單元，提升信噪比；
26、4.在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種收發裝置，包括：
2.如權利要求1所述的收發裝置，其中，
3.如權利要求2所述的收發裝置，其中，
4.如權利要求3所述的收發裝置，其中，所述出光孔具有第一尺寸，所述入光孔具有第二尺寸，并且所述第二尺寸被設置成不小于所述第一尺寸。
5.如權利要求4所述的收發裝置，其中，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，且不大于所述第一尺寸的1.1倍。
6.如權利要求1所述的收發裝置，其中，所述合束層包括基底和設置在所述基底內的合束組件，所述合束組件包括：分光元件和反射元件，所述分光元件被配置用于允許來自所述光發射器的至少一部分發射光從其通過，并使得入射光的至少一部分被其反射，以實現至少部分地將所述入射光與所述發射光分離；所述反射元件將所述分光元件反射的入射光反射至所述探測單元。
7.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述光發射器被配置用于發射線偏振光，所述分光元件包括偏振分光元件。
8.如權利要求7所述的收發裝置，其中，所述合束層的第一表面包括1/4波片。
9.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述
10.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述光發射層包括多個光發射器，所述多個光發射器在所述光發射層的襯底內陣列排列；
11.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述基底的材料包括硅。
12.如權利要求2所述的收發裝置，其中，
13.如權利要求1所述的收發裝置，其中，所述合束層的第二表面設置有濾光片，且所述濾光片設置在所述入射光的路徑中。
14.如權利要求13所述的收發裝置，其中，所述濾光片的帶寬被設置為與所述光發射器的光譜寬度相適應。
15.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述光探測層包括多個探測單元，所述多個探測單元在所述光探測層的襯底內陣列排列，且與所述合束組件一一對應，所述探測單元包括一個或多個光探測器。
16.如權利要求15所述的收發裝置，其中，所述光探測器包括單光子雪崩二極管、硅光電倍增管、雪崩光電二極管或者光電二極管中的一項或多項。
17.如權利要求1所述的收發裝置，進一步包括電路層，所述光探測層堆疊到所述電路層，并且所述電路層被配置用于接收來自所述探測單元的電信號。
18.如權利要求17所述的收發裝置，其中，所述光探測層與所述電路層通過混合鍵合電連接。
19.一種激光雷達，包括：
20.一種數據處理方法，包括：
21.如權利要求20所述的數據處理方法，其中，基于所述一個或多個非飽和光探測器接收到的光信號強度，根據入射光在所述探測單元的光敏面上的強度分布，獲取所述探測單元接收到的入射光強度。
...【技術特征摘要】
1.一種收發裝置，包括：
2.如權利要求1所述的收發裝置，其中，
3.如權利要求2所述的收發裝置，其中，
4.如權利要求3所述的收發裝置，其中，所述出光孔具有第一尺寸，所述入光孔具有第二尺寸，并且所述第二尺寸被設置成不小于所述第一尺寸。
5.如權利要求4所述的收發裝置，其中，所述第二尺寸大于所述第一尺寸，且不大于所述第一尺寸的1.1倍。
6.如權利要求1所述的收發裝置，其中，所述合束層包括基底和設置在所述基底內的合束組件，所述合束組件包括：分光元件和反射元件，所述分光元件被配置用于允許來自所述光發射器的至少一部分發射光從其通過，并使得入射光的至少一部分被其反射，以實現至少部分地將所述入射光與所述發射光分離；所述反射元件將所述分光元件反射的入射光反射至所述探測單元。
7.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述光發射器被配置用于發射線偏振光，所述分光元件包括偏振分光元件。
8.如權利要求7所述的收發裝置，其中，所述合束層的第一表面包括1/4波片。
9.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述分光元件包括：
10.如權利要求6所述的收發裝置，其中，所述光發射層包括多個光發射器，所述多個光發射器在所述光發射層的襯底內陣列排列；
11.如權利要求6所述的收發裝置，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陶俊，向少卿，
申請(專利權)人：上海禾賽科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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