CN109950784B - 激光器和激光雷达 - Google Patents

激光器和激光雷达 Download PDF

Info

Publication number
CN109950784B
CN109950784B CN201910287101.4A CN201910287101A CN109950784B CN 109950784 B CN109950784 B CN 109950784B CN 201910287101 A CN201910287101 A CN 201910287101A CN 109950784 B CN109950784 B CN 109950784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
light
unit
tuning
grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910287101.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109950784A (zh
Inventor
李大汕
向少卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hesai Technology Co Ltd
Original Assignee
Hesai Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hesai Technology Co Ltd filed Critical Hesai Technology Co Ltd
Priority to CN201910287101.4A priority Critical patent/CN109950784B/zh
Publication of CN109950784A publication Critical patent/CN109950784A/zh
Priority to PCT/CN2020/083963 priority patent/WO2020207434A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109950784B publication Critical patent/CN109950784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一种激光器和激光雷达，激光器包括：沿光轴依次设置的泵浦单元、增益单元、调Q单元以及分光单元；所述泵浦单元产生泵浦光；所述增益单元包括增益介质；所述调Q单元包括可饱和吸收体；所述分光单元生成出射激光和多个不同波长的调谐光；谐振反射面和扫描单元，所述谐振反射面位于所述增益单元和所述泵浦单元之间，所述扫描单元位于所述多个调谐光的光路上，所述扫描单元从所述多个调谐光中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。所述激光器为能够实现调Q的可调谐激光器，能够获得更高的峰值功率和更大的脉冲能量，而且能够有效缩短谐振腔腔长、减小谐振腔的体积，有利于实现高集成和高峰值功率的兼顾。

Description

激光器和激光雷达
技术领域
本发明涉及激光探测领域，特别涉及一种激光器和激光雷达。
背景技术
可调谐激光器(Tunable Laser)是指在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器。这种激光器的用途广泛，可用于光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、光通信等。目前的可调谐固体激光器主要采用分离式结构以及双折射滤光片或标准具作为腔内调谐元件来实现波长调谐，如US5317447采用了双折射片结合主动调Q的方式来实现可调谐脉冲激光器。如US5623510采用了标准具etalon作为调谐元件。
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。
在激光雷达应用中，探测距离、测量频率以及扫描镜设计均对激光器提出需求。但是现有可调谐固体激光器难以满足激光雷达的应用需求，难以实现高集成和高峰值功率的兼顾。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种激光器和激光雷达，以满足激光雷达的需求，实现高集成和高峰值功率的兼顾。
为解决上述问题，本发明提供一种激光器，包括：
沿光轴依次设置的泵浦单元、增益单元、调Q单元以及分光单元；所述泵浦单元产生泵浦光；所述增益单元包括增益介质；所述调Q单元包括可饱和吸收体；所述分光单元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；谐振反射面和扫描单元，所述谐振反射面、所述分光单元和所述扫描单元相配合用以构成激光谐振腔，所述谐振反射面位于所述增益单元和所述泵浦单元之间，所述扫描单元位于所述多个调谐光的光路上，所述扫描单元从所述多个调谐光中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。
可选的，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，投射至所述谐振反射面以在所述激光谐振腔内形成对应波长的调谐光的谐振。
可选的，激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度高于预设的输出阈值时，所述分光单元基于所述形成谐振的调谐光生成所述出射激光。
可选的，所述分光单元包括：光栅。
可选的，所述光栅包括：反射式光栅或透射式光栅中的至少一种。
可选的，所述光栅包括：-1级高衍射效率光栅或+1级高衍射效率光栅；所述分光单元在所述-1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光，在所述-1级高衍射效率光栅的-1级衍射光出射方向生成所述多个调谐光；或者，所述分光单元在所述+1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光，在所述+1级高衍射效率光栅的+1级衍射光出射方向生成所述多个调谐光。
可选的，所述-1级高衍射效率光栅的-1级宽带衍射效率大于或等于95％，或者所述+1级高衍射效率光栅的+1级宽带衍射效率大于或等于95％。
可选的，所述光栅包括：深刻蚀二元相位光栅。
可选的，所述扫描单元包括振镜。
可选的，所述扫描单元包括MEMS振镜。
可选的，所述增益介质为微片型增益介质；所述可饱和吸收体为微片型可饱和吸收体。
可选的，所述增益介质和所述可饱和吸收体相互贴合。
可选的，所述增益介质包括：Cr:LiSAF、Nd:YAG、Nd:YVO4、以及Er、Yb共掺玻璃和晶体中的至少一种。
可选的，所述可饱和吸收体的材料包括：Cr:YAG、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。
可选的，所述增益介质朝向所述泵浦单元的表面镀有光学膜层，形成所述谐振反射面。
相应的，本发明还提供一种激光雷达，包括：
发射装置，所述发射装置包括本发明的激光器。
可选的，所述激光雷达还包括：分光装置，所述分光装置基于所述发射装置所产生光的波长生成不同传播方向的扫描光。
可选的，所述分光装置包括：光栅或棱镜中的至少一种。
可选的，所述激光雷达还包括：检测单元，所述检测单元检测激光振荡形成的时刻。
可选的，所述检测单元包括：光电二极管。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案中，包括可饱和吸收体的调Q单元作为调Q开关，所述谐振反射面与所述扫描单元相配合用以构成激光谐振腔的两个反射面；所述扫描单元从所述多个调谐光中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。按原光路返回的调谐光能够在激光谐振腔内形成谐振。本发明的激光器为能够实现调Q的可调谐激光器，因此能够获得更高的峰值功率和更大的脉冲能量，而且利用可饱和吸收体实现激光谐振腔的调Q，能够有效缩短谐振腔腔长、减小谐振腔的体积，有利于实现高集成和高峰值功率的兼顾。
本发明可选方案中，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以在所述激光谐振腔内形成对应波长调谐光的谐振。通过扫描单元的摆动或转动实现对调谐光的选择，机械结构简单，而且能够通过对摆动或转动频率的设置以控制调谐光选择的速度，有利于灵活实现高速波长调谐。
本发明可选方案中，激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度高于所述可饱和吸收体的饱和吸收光强时，所述分光单元基于所述形成谐振的调谐光生成所述出射激光。所述激光谐振腔的损耗与所述可饱和吸收体的饱和吸收光强相关，通过可饱和吸收体的选择能够影响激光谐振腔的损耗，控制激光谐振腔的阈值，控制上能级粒子数累计数量，进而在相同泵浦功率下，既提高激光器重频，又获得合适的峰值功率和单脉冲能量，从而实现探测距离和探测频率的兼顾。
本发明可选方案中，所述分光单元可以包括光栅，特别是-1级或+1级高衍射效率光栅，并且在所述-1级或+1级高衍射效率光栅的0级衍射光出射方向生成所述出射激光，在所述-1级高衍射效率光栅的-1级衍射光出射方向或所述+1级高衍射效率光栅的+1级衍射光出射方向生成所述多个调谐光。由于所述光栅是-1级或+1级高衍射效率光栅，因此所述光栅的0级衍射光强度相对较小，从而能够有效降低激光谐振腔损耗、减少上能级粒子数累计，能够有效控制所述出射激光的单脉冲能量，有利于高重频脉冲的获得。
而且，可饱和吸收体的选择和分光装置的选择都可以控制所述激光谐振腔的损耗，不仅能够有效提高本发明激光器重频设置的灵活性，还能够有效扩大可饱和吸收体和分光装置的选择范围。
本发明可选方案中，所述扫描单位可以包括振镜。高振动频率的振镜，能够快速改变所述多个调谐光的入射角度，从而高速改变激光谐振腔内形成激光振荡的调谐光，进而实现高速波长调谐。而且所述振镜还可以包括MEMS振镜，从而能够有效减小扫描单元的体积，有利于提高激光器的集成度。
本发明可选方案中，所述增益介质为微片型增益介质，所述可饱和吸收体单元为微片型可饱和吸收体，所述增益介质和所述可饱和吸收体相互贴合，所述增益介质朝向所述泵浦单元的表面为谐振反射面以构成谐振腔。将增益介质和可饱和吸收体均加工成微片型并贴合在一起，并将所述增益介质朝向所述泵浦单元的表面作为一个腔镜以构成谐振腔的做法，使所述激光器结构紧凑，能够有效控制激光谐振腔尺寸，有利于高重频、窄脉宽、高峰值功率的实现。
本发明可选方案中，所述可饱和吸收体可以设置为碳纳米管或石墨烯中的至少一种。碳纳米管或石墨烯具有良好的导热性，能够有效提高激光谐振腔内部件的导热和散热效果。
本发明可选方案中，所述激光雷达还包括所述分光装置，所述分光装置基于所述发射装置所产生出射激光的波长生成不同传播方向的扫描光。由于所述激光雷达的发射装置包括本发明的激光器，因此所述发射装置能够实现出射激光波长的调谐，因此所述激光雷达无需额外设置装置即可实现一维扫描，从而能够降低激光雷达的整体设计难度(如仅需一维装置就可以实现两维扫描)，有利于降低激光雷达的制造难度和制造成本。
附图说明
图1是本发明激光器一实施例的光路结构示意图；
图2是图1所示激光器实施例中，所述扫描单元在t0时刻从所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……中选择波长为λ0的调谐光142λ0并使所述调谐光142λ0按原光路返回的光路结构示意图；
图3是图1所示激光器实施例中，所述扫描单元在t1时刻从所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……中选择波长为λ1的调谐光142λ1并使所述调谐光142λ1按原光路返回的光路结构示意图；
图4是图1所示激光器实施例中，所述扫描单元在t2时刻从所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……中选择波长为λ2的调谐光142λ2并使所述调谐光142λ2按原光路返回的光路结构示意图；
图5是本发明激光器另一实施例的光路结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中的可调谐激光器存在难以满足激光雷达需求的问题。
具体地，例如在自动驾驶及无人驾驶中，首先，希望激光雷达的探测距离足够远(例如在反射率为10％情况下，探测距离达到300m)，则需要激光器具有高峰值功率和大脉冲能量；其次，希望获得更稠密的点云以准确识别行人、车辆等，则需要激光器具有高重频；之后，希望降低扫描镜的设计难度(一维扫描镜较二维扫描镜设计难度大大降低)，如若用一维扫描镜代替二维扫描镜，则需要激光器能够快速调谐，结合分光元件实现一维方向的高分辨率。
从调谐方式来看，目前的可调谐固体激光器体积大(腔长长)、调谐速度慢，无法同时实现高重频、小尺寸、窄脉宽、高速调谐等特点。而可高速调谐的半导体激光器通常无法获得高峰值功率和大脉冲能量。
为解决所述技术问题，本发明提供一种激光器，包括：沿光轴依次设置的泵浦单元、增益单元、调Q单元以及分光单元；所述泵浦单元产生泵浦光；所述增益单元包括增益介质；所述调Q单元包括可饱和吸收体；所述分光单元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；谐振反射面和扫描单元，所述谐振反射面、所述分光单元和所述扫描单元相配合用以构成激光谐振腔，所述谐振反射面位于所述增益单元和所述泵浦单元之间，所述扫描单元位于所述多个调谐光的光路上，所述扫描单元从所述多个调谐光中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。
本发明的激光器为能够实现调Q的可调谐激光器，因此能够获得更高的峰值功率和更大的脉冲能量，而且利用可饱和吸收体实现激光谐振腔的调Q，能够有效缩短谐振腔腔长、减小谐振腔的体积，有利于实现高集成和高峰值功率的兼顾。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图1，示出了本发明激光器一实施例的光路结构示意图。
所述激光器包括：沿光轴依次设置的泵浦单元110、增益单元120、调Q单元130以及分光单元140；其中，所述泵浦单元110产生泵浦光；所述增益单元120包括增益介质；所述调Q单元130包括可饱和吸收体；所述分光单元140生成出射激光141和多个不同波长的调谐光142，不同波长的调谐光142的传播方向不同；谐振反射面150和扫描单元160，所述谐振反射面150、所述分光单元140和所述扫描单元160相配合用以构成激光谐振腔(图中未标示)，所述谐振反射面150位于所述增益单元120和所述泵浦单元110之间，所述扫描单元160位于所述多个调谐光142的光路上，所述扫描单元160从所述多个调谐光142中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。
本发明技术方案中，包括可饱和吸收体的调Q单元130作为调Q开关，所述谐振反射面150与所述扫描单元160相配合用以构成激光谐振腔的两个反射面；所述扫描单元160从所述多个调谐光142中选择一个并使所选择的的调谐光142按原光路返回。按原光路返回的调谐光142能够在激光谐振腔内形成谐振。本发明的激光器为能够实现调Q的可调谐激光器，因此能够获得更高的峰值功率和更大的脉冲能量，而且利用可饱和吸收体实现激光谐振腔的调Q，能够有效缩短谐振腔腔长、减小谐振腔的体积，有利于实现高集成和高峰值功率的兼顾。
所述泵浦单元110作为所述激光器的泵浦源，用以提供泵浦光以泵浦激光增益介质。
本实施例中，所述泵浦单元110可以为半导体激光器，从而达到低能耗、小体积的目的。
所述增益单元120内的增益介质用以实现粒子数翻转，以形成光放大。
具体的，所述增益单元120中的增益介质覆盖较宽的波长范围，为形成不同波长的调谐光、形成可调谐激光器提供可能。本实施例中，所述激光器应用于激光雷达，所述增益介质的中心波长为850nm，覆盖的波长范围为750nm～950nm。所述增益介质可以为Cr:LiSAF。
需要说明的是，所述增益介质与所述激光器所产生激光的波长相关，因此本实施例中，所述增益介质的中心波长、波长范围以及所述增益介质的具体选择仅为一实例。本发明其他实施例中，所述增益介质还可以为Nd:YAG、Nd:YVO4、以及Er、Yb共掺玻璃和晶体中的至少一种。所述增益介质的具体性质(中心波长或波长范围等)以及所述增益介质的具体选择可以根据所述激光器的应用领域或者所述激光器所产生激光的波长而设置，本发明对此并不限制。
还需要说明的是，本实施例中，所述激光器还包括：泵浦光学元件111，所述泵浦光学元件111位于所述泵浦单元110和所述增益单元120之间的光路上。所述泵浦光学元件111用于将泵浦单元110所产生的泵浦光耦合到所述增益单元110中的激光增益介质内。具体的，所述泵浦光学元件111可以包括准直透镜、耦合镜等光学元件，本发明对此不做限定。
所述调Q单元130作为所述激光器的调Q开关以控制激光谐振腔的Q值。
Q值被称之为品质因数，是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标。Q值的定义为激光谐振腔内，所存储的能量与腔内单位时间损耗的能量的比值：
Figure BDA0002023344860000081
其中，W为激光谐振腔内所存储的总能量；dW/dt为激光谐振腔内光子能量的损耗速率，即单位时间内损耗的能量；ν0为所产生激光的中心频率。
调Q技术是通过调节激光器谐振腔的Q值，将激光器所产生的激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使所产生的激光的峰值功率提高几个数量级，获得窄脉宽、高峰值的激光。具体的，通过调Q技术，可以使激光的峰值功率达到兆瓦级(106W)以上，脉宽压缩至纳秒(10-9s)的脉冲。
一般而言，通过改变腔内损耗的方法实现激光谐振腔Q值的调节。具体的，在泵浦开始的时候，令激光谐振腔的损耗很大，即减小激光谐振腔的Q值，使增益介质积蓄反转的粒子数；泵浦一定时间后，突然减小激光谐振腔的损耗，即增大激光谐振腔的Q值，使积蓄的反转粒子数在短时间内完成受激辐射以形成窄脉宽、高峰值功率的光脉冲。
调Q技术中，泵浦过程的大部分时间内，激光谐振腔均处于高损耗、低Q值的状态，因此谐振腔的阈值很高而无法起振，增益介质中位于上能级、实现反转的粒子数不断积累；当所积累的实现反转的粒子数达到一定数值时，谐振腔的损耗突然下降、Q值突然升高，激光振荡的阈值随之迅速降低；于是激光谐振腔内开始建立激光振荡；由于损耗下降、Q值升高时所积累的实现的粒子数很大，因此此时受激辐射增强非常迅速，增益介质内存储的能量在短时间内释放，从而形成高峰值、窄脉宽的激光。
具体的，所述调Q单元130包括可饱和吸收体。可饱和吸收体是一种具有确定损耗的光学器件，当入射光强超过可饱和吸收体的阈值时，光学损耗变小，透过率增大，所激光谐振腔的Q值升高。
本实施例中，所述调Q单元内的所述可饱和吸收体的材料包括：Cr:YAG、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。优选的，所述可饱和吸收体的材料为碳纳米管或石墨烯中的至少一种。碳纳米管或石墨烯具有良好的导热性，能够有效提高激光谐振腔内部件的导热和散热效果。
本实施例中，所述增益介质为微片型增益介质；所述可饱和吸收体为微片型可饱和吸收体，也就是说，在光线传播方向上，所述增益介质和所述可饱和吸收体的尺寸均较小，约在厘米量级。
而且如图1所示，所述增益介质和所述可饱和吸收体相互贴合，即所述增益单元120内的增益介质朝向所述调Q单元130的表面与所述调Q单元130内的可饱和吸收体朝向所述增益单元120的表面相互接触贴合。
将增益介质和可饱和吸收体均加工成微片型并贴合在一起的做法，使所述激光器结构紧凑，能够有效控制激光谐振腔尺寸，有利于高重频、窄脉宽、高峰值功率的实现。
所述分光单元140用于生成出射激光141或多个不同波长的调谐光142。其中，所述出射激光141为所述激光器的输出光；所述调谐光142实现在激光谐振腔中谐振。
具体的，从所述增益单元120和所述调Q单元130出射的光线投射至所述分光单元140上，所述分光单元140基于上述光线生成出射激光141或多个不同波长的调谐光142。
本实施例中，所述分光单元140包括：光栅。采用光栅作为所述分光装置，能够有效保证生成出射激光141或多个调谐光142的分光效果，而且还能够通过合适光栅的选择(如具有较小的光栅常数)使不同波长之间调谐光142的传播方向差异足够大以降低后续扫描单元选择难度。但是，本发明其他实施例中，所述分光单元也可以设置为其他能够将多个调谐光分开的光学装置，例如棱镜。
如图1所示，所述分光单元140为透射式光栅。在所述分光单元140中采用透射式光栅实现分光的做法仅为一示例。本发明其他实施例中，所述光栅可以包括：反射式光栅或透射式光栅中的至少一种。
此外，本实施例中，所述光栅包括：-1级高衍射效率光栅或+1级高衍射效率光栅。在所述光栅为-1级高衍射效率光栅时，所述分光单元140在所述-1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光141，在所述-1级高衍射效率光栅的-1级衍射光出射方向生成所述多个调谐光142；在所述光栅为+1级高衍射效率光栅时，所述分光单元140在所述-1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光，基于所述+1级高衍射效率光栅的+1级衍射光出射方向生成所述多个调谐光142。
在所述分光单元140中采用-1级高衍射效率光栅或+1级高衍射效率光栅实现分光，能够有效提高所述分光单元140所生成所述多个调谐光142的能量，降低所述分光单元140输出光的能量，相当于降低了激光谐振腔的输出透过率，从而能够有效降低激光谐振腔损耗、减少上能级粒子数累计，能够有效控制所述输出光的脉冲能量。
激光器重频(重复频率)与泵浦功率和单脉冲能量以及激光谐振腔腔长的关系：
Figure BDA0002023344860000101
其中，L为激光谐振腔腔长。
由此可知，激光谐振腔腔长越短，激光器重频越高；在同样的泵浦功率下，单脉冲能量相对降低，可以输出更高重频的脉冲。所以在分光装置140中设置-1级高衍射效率光栅或+1级高衍射效率光栅实现分光，能够控制输出光的能量，有利于高重频脉冲的获得。
此外，由于所述调Q单元130包括可饱和吸收体，因此所述可饱和吸收体的选择和所述分光单元140的选择，都可以控制所述激光谐振腔的损耗，不仅能够有效提高本发明激光器重频设置的灵活性，还有利于扩大可饱和吸收体和分光装置的选择范围。
具体的，所述光栅可以选择深刻蚀二元相位光栅。在所述光栅为-1级高衍射效率光栅时，所述-1级高衍射效率光栅的-1级宽带衍射效率大于或等于95％；在所述光栅为+1级高衍射效率光栅时，所述+1级高衍射效率光栅的+1级宽带衍射效率大于或等于95％。
继续参考图1，所述激光器还包括位于所述增益单元120和所述泵浦单元110之间的谐振反射面150和位于所述多个调谐光142光路上的扫描单元160。
所述谐振反射面150和所述扫描单元160相配合用以构成激光谐振腔的两个反射面，因此所述增益单元120、所述调Q单元130以及所述分光单元140位于所述谐振反射面150和扫描单元160之间的光路上，即所述增益单元120、所述调Q单元130以及所述分光单元140均位于激光谐振腔的两个反射面之间。
需要说明的是，如图1所示，本实施例中，所述谐振反射面150和所述扫描单元160用以构成激光谐振腔的两个反射面，所述增益单元120、所述调Q单元130以及所述分光单元140位于所述激光谐振腔内的光路中。但是这种做法仅为一示例。本发明其他实施例内，基于具体需求，所述激光谐振腔内的光路中还可以设置其他光学部件以实现光路调整。
本实施例中，本实施例中，所述增益介质朝向所述泵浦单元110的表面镀有光学膜层151，形成所述谐振反射面150，在增益介质朝向所述泵浦单元110的表面形成谐振反射面150，能够有效控制激光器尺寸，减小激光谐振腔腔长，结构紧凑，还有利于高重频、窄脉宽、高峰值功率的实现；而且所述光学镀膜151可以设置为具有增大泵浦光透射率、提高所述谐振反射面150反射率效果的膜层，从而达到改善所述激光谐振腔性能的目的。但是，本发明其他实施例中，所述谐振反射面也可以灵活采用其他设置方法。
所述扫描单元160用以构成所述激光器激光谐振腔的一个反射面，还用以从所述多个不同波长的调谐光142中选择一个，并使所选择的的调谐光142按原光路返回以形成谐振。
如图1所示，本实施例中，所述扫描单元160通过摆动或转动的方式改变所述多个调谐光142的入射角度，并使垂直入射的调谐光142按原光路返回，经所述分光单元140，投射至所述谐振反射面150以在所述激光谐振腔内形成对应波长调谐光的谐振。通过扫描单元160的摆动或转动实现对调谐光142的选择，机械结构简单，而且能够通过对摆动或转动频率的设置以控制调谐光142选择的速度，有利于灵活实现高速波长调谐。
从所述增益单元120和所述调Q单元130出射的光线投射至所述分光单元140上，所述分光单元140基于上述光线生成多个不同波长的调谐光142。其中，所述不同波长的调谐光142的传播方向不同。
由于所述不同波长的调谐光142的传播方向不同，因此随着所述扫描单元160的摆动或者转动，传播方向不同的调谐光142投射至所述扫描单元160上的入射角会随之变化。在ti时刻，当某一调谐光垂直入射至所述扫描单元160上，垂直入射的所述调谐光被所述扫描单元160反射并按原光路返回；由于垂直入射的所述调谐光按原光路返回，因此上述调谐光在投射至所述分光单元140后，会再次投射至所述调Q单元130和所述增益单元120，最终会投射至所述谐振反射面150上，从而在谐振反射面150和所述扫描单元160之间的光路中来回反射，即在所述激光谐振腔内形成谐振。
结合参考图2至图4，示出了图1所示激光器实施例中，所述扫描单元160从所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回的光路结构示意图。
如图2至图4中，在t0、t1、t2、……时刻，波长为λ0、λ1、λ2、……的调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……分别垂直入射至所述扫描单元160上，被所述扫描单元160按原光路返回，直至投射至所述谐振反射面150上以形成谐振。因此在t0、t1、t2、……时刻，所述激光谐振腔中分别形成的是波长为λ0、λ1、λ2、……的调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……的谐振，即所述激光谐振腔能够在不同时刻实现不同波长光线的谐振，从而实现了激光器的波长调谐。
由此可见，所述激光器的波长调谐的速度与所述扫描单元160对不同波长调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……选择速度相关。本实施例中，所述扫描单元160对不同波长调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……的选择速度与所述扫描单元160摆动或转动的速度相关。
所以，所述扫描单元160包括振镜。高振动频率的振镜，能够快速改变所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……的入射角度，在所述多个调谐光142λ0、142λ1、142λ2、……中实现高速选择，从而高速改变激光谐振腔内形成激光振荡的调谐光，进而实现高速波长调谐。而且，所述扫描单元160可以包括MEMS振镜，从而能够有效减小扫描单元160的体积，有利于提高激光器的集成度。
需要说明的是，本实施例中，所述激光器还包括所述增益单元120和所述调Q单元130，所述增益单元120和所述调Q单元130位于所述调谐光在激光谐振腔内所形成谐振的光路上。因此，激光谐振腔内形成谐振的调谐光强度高于预设的输出阈值时，所述分光单元140基于形成谐振的调谐光生成所述出射激光。其中，所述预设的输出阈值是所述可饱和吸收体的饱和吸收光强的数倍甚至十数倍。
所述激光谐振腔的损耗与所述可饱和吸收体的饱和吸收光强相关，通过可饱和吸收体的选择能够影响激光谐振腔的损耗，控制激光谐振腔的阈值，控制上能级粒子数累计数量，进而在相同泵浦功率下，既提高激光器重频，又获得合适的峰值功率和单脉冲能量，从而实现探测距离和探测频率的兼顾。
具体的，一方面，被选择的调谐光在所述谐振反射面150和所述扫描单元160之间的光路中来回反射，在激光谐振腔内形成谐振；而所述增益单元120位于所述激光谐振腔的光路中，而随着泵浦光的输入，增益介质中的粒子被不断激发至高能态，实现反转的粒子不断累积增多；因此在所述谐振反射面150和所述扫描单元160之间来回反射的光线光强逐渐增大。
另一方面，所述调Q单元130内具有可饱和吸收体。如前所述，可饱和吸收体是一种非线性吸收介质，其吸收系数并不是常数。在较强激光的作用下，可饱和吸收体的吸收系数会随着光强的增加而减小直至饱和，对光呈现透明的特性。
进一步，可饱和吸收体吸收系数与光强的关系：
Figure BDA0002023344860000131
其中，α0为光强很小时(光强I趋于0时)的吸收系数；Is是所述可饱和吸收体的饱和吸收光强，与所述可饱和吸收体的材料相关；I为投射至所述可饱和吸收体上的光强。
由此可见，当投射至所述可饱和吸收体上的光强能够与饱和吸收光强相比拟时，所述吸收系数逐渐变小，透过率逐渐增大；当投射至所述可饱和吸收体上的光强达到一定数值时，可饱和吸收体的对光强的吸收达到饱和(吸收最小)值，所述可饱和吸收体的吸收系数骤减，透过率急剧增大，即所述可饱和吸收体突然被“漂白”而变得透明。
由此可见，被选择的调谐光在所述扫描单元160和所述谐振反射面150之间来回反射的过程中：
刚开始来回反射时，激光谐振腔内的自发荧光很弱，可饱和吸收体的吸收系数很大，使光的透过率很低，激光谐振腔处于高损耗、低Q值的状态，所述激光谐振腔内虽然能够形成谐振，但是损耗过高，损耗大于增益，因此无法形成激光振荡，增益介质中被激发的粒子只能大量维持在高能态，即反转的粒子在所述增益介质中得以积蓄；
随着泵浦光的持续输入，被激发的粒子越来越多，增益介质中反转粒子数的进一步增大，激光谐振腔内的自发荧光随之增强；
当上述光强增大到能与所述可饱和吸收体的饱和吸收光强Is相比拟时，所述可饱和吸收体的吸收系数变小、透过率逐渐增大，激光谐振腔的损耗降低、Q值提高；
当光强增大到一定数值，远高于所述可饱和吸收体的饱和吸收光强时，所述可饱和吸收体的吸收系数趋于零，透过率趋于1，即所述可饱和吸收体被变为透明，激光谐振腔的损耗骤减、Q值猛增，激光谐振腔的增益大于损耗，从而在所述激光谐振腔内形成激光振荡。
在激光振荡形成时，增益介质中积蓄的大量位于高能态的反转粒子在短时间内跃迁至低能态，从而形成输出激光；所述输出激光投射至所述分光单元140，所述分光单元140基于所述输出激光生成所述出射激光141。
需要说明的是，当所述激光谐振腔内增益大于损耗的时候，所述激光谐振腔内才能够形成激光振荡以形成输出激光，进而才能形成所述出射激光141；而只有当激光谐振腔内的形成谐振的调谐光的强度远高于所述可饱和吸收体的饱和吸收光强时，所述可饱和吸收体才能变为透明，才能实现所述激光谐振腔内增益大于损耗，形成激光振荡。其中，所述可饱和吸收体变为透明、形成激光振荡时来回反射的调谐光的强度与所述激光谐振腔的具体设计相关。
本实施例中，所述输出阈值是所述可饱和吸收体的饱和吸收光强的十数倍，即激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度与所述可饱和吸收体的饱和吸收光强之间至少相差一个数量级时，激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度是所述饱和吸收光强的10倍以上时，所述可饱和吸收体变为透明，所述激光谐振腔内形成激光振荡以生成出射激光141。
需要说明的是，图1所示激光器的具体结构仅为一示例。本发明其他实施例中，所述激光器还能够包括诸如电路、光路调整元件等其他元件，本发明对此并不限定。
参考图5，示出了本发明激光器另一实施例的光路结构示意图。
本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述分光装置240为反射式光栅。
泵浦单元210所产生的泵浦光，经泵浦光学元件211调整光路，透射谐振反射面250之后，投射至增益单元220和调Q单元230；从所述增益单元220和所述调Q单元230出射的光线经分光单元240反射，形成投射至扫描单元260的多个调谐光242；所述扫描单元260通过摆动或转动的方式改变所述多个调谐光242的入射角度，并使垂直入射的调谐光242按原光路返回，从而在所述谐振反射面250和所述扫描单元260作为两个反射面的激光谐振腔内形成谐振；当所述激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度增大到一定数值时，所述激光谐振腔内形成激光振荡，形成输出激光；所述分光单元240基于所述输出激光生成出射激光241。
相应的，本发明还提供一种激光雷达，包括：发射装置，所述发射装置包括本发明的激光器。
参考图1，示出了本发明激光雷达一实施例的光路结构示意图。
如图1所示，所述激光雷达包括发射装置，所述发射装置包括本发明的激光器。所述激光器的具体技术方案参考前述激光器的实施例，本发明在此不再赘述。
由于所述发射装置包括本发明的激光器，所述激光器为能够实现调Q的可调谐激光器，因此所述发射装置能够产生峰值功率更高、更大脉冲能量的光用以进行探测，有利于激光雷达能耗的控制和探测距离的扩大；而且利用可饱和吸收体的调Q技术，有利于激光雷达高重频的获得和高集成的实现；此外，所述发射装置还能够实现波长的调谐，所述激光雷达无需额外设置装置即可实现一维扫描，从而能够降低激光雷达的整体设计难度(如仅需一维装置就可以实现两维扫描)，有利于降低激光雷达的制造难度和制造成本。
需要说明的是，图1所示发射装置的具体结构仅为一示例。本发明其他实施例中，所述发射装置还能够包括诸如电路、光路调整元件等其他元件，本发明对此并不限定。
如图1所示，所述激光雷达还包括：分光装置370，所述分光装370置基于所述发射装置所产生光的波长生成不同传播方向的扫描光371。
所述分光装置370用于形成多个不同传播方向的扫描光370。由于所述发射装置包括本发明的激光器，即所述发射装置包括可调谐激光器，所述发射装置能够在一定范围内连续改变激光输出波长。所述分光装置370基于所述发射装置所产生的光的波长生成扫描光371。
本实施例中，所述分光装置370为光栅。根据所述发射装置所产生光的波长变化情况，选择合适的光栅，从而能够使不同扫描光371的出射方向合适，以获得合适的视场角和角分辨率。但是，本发明其他实施例中，所述分光装置还可以为光栅或棱镜中的至少一种，本发明对此并不限定。
需要说明的是，本实施例中，所述激光雷达是基于飞行时间进行探测的激光雷达，所述飞行时间的获得与所述发射装置产生光的实际时刻相关，进一步与激光器中激光振荡形成产生输出激光的时刻相关。因此，所述激光雷达还包括：检测单元380，所述检测单元380检测所述激光振荡形成产生输出激光的时刻。
本实施例中，所述检测单元380可以包括光电二极管。所述检测单元380通过对所述发射装置中激光器内的分光单元140所生成的部分衍射光进行检测以获得所述激光振荡形成产生输出激光的时刻。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种激光器，其特征在于，包括：沿光轴依次设置的泵浦单元、增益单元、调Q单元以及分光单元；
所述泵浦单元产生泵浦光；
所述增益单元包括增益介质，所述增益介质为微片型增益介质；
所述调Q单元包括可饱和吸收体，所述可饱和吸收体为微片型可饱和吸收体；
所述增益介质和所述可饱和吸收体相互贴合；
所述分光单元为透射式的分光单元，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；
谐振反射面和扫描单元，所述谐振反射面、所述分光单元和所述扫描单元相配合用以构成激光谐振腔，所述谐振反射面位于所述增益单元和所述泵浦单元之间，所述扫描单元位于所述多个不同波长的调谐光的光路上，所述扫描单元从所述多个不同波长的调谐光中选择一个并使所选择的调谐光按原光路返回。
2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述扫描单元通过摆动或转动的方式改变所述多个不同波长的调谐光的入射角度，并使垂直入射的调谐光按原光路返回，经所述分光单元，投射至所述谐振反射面以在所述激光谐振腔内形成对应波长的调谐光的谐振。
3.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，激光谐振腔内形成谐振的调谐光的强度高于预设的输出阈值时，所述分光单元基于所述形成谐振的调谐光生成所述出射激光。
4.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述分光单元包括：透射式光栅。
5.如权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述光栅包括：-1级高衍射效率光栅或+1级高衍射效率光栅；
所述分光单元在所述-1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光，在所述-1级高衍射效率光栅的-1级衍射光出射方向生成所述多个不同波长的调谐光；
或者，所述分光单元在所述+1级高衍射效率光栅的0级光出射方向生成所述出射激光，在所述+1级高衍射效率光栅的+1级衍射光出射方向生成所述多个不同波长的调谐光。
6.如权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述-1级高衍射效率光栅的-1级宽带衍射效率大于或等于95％；
或者，所述+1级高衍射效率光栅的+1级宽带衍射效率大于或等于95％。
7.如权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述光栅包括：深刻蚀二元相位光栅。
8.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述扫描单元包括振镜。
9.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述扫描单元包括MEMS振镜。
10.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益介质包括：Cr:LiSAF、Nd:YAG、Nd:YVO4、以及Er、Yb共掺玻璃和晶体中的至少一种。
11.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体的材料包括：Cr:YAG、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。
12.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益介质朝向所述泵浦单元的表面镀有光学膜层，形成所述谐振反射面。
13.一种激光雷达，其特征在于，包括：
发射装置，所述发射装置包括如权利要求1到12任意一项所述的激光器。
14.如权利要求13所述的激光雷达，其特征在于，还包括：
分光装置，所述分光装置基于所述发射装置所产生光的波长生成不同传播方向的扫描光。
15.如权利要求14所述的激光雷达，其特征在于，所述分光装置包括：光栅或棱镜中的至少一种。
16.如权利要求13所述的激光雷达，其特征在于，还包括：
检测单元，所述检测单元检测激光振荡形成的时刻。
17.如权利要求16所述的激光雷达，其特征在于，所述检测单元包括：光电二极管。
CN201910287101.4A 2019-04-10 2019-04-10 激光器和激光雷达 Active CN109950784B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910287101.4A CN109950784B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 激光器和激光雷达
PCT/CN2020/083963 WO2020207434A1 (zh) 2019-04-10 2020-04-09 激光器和激光雷达

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910287101.4A CN109950784B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 激光器和激光雷达

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109950784A CN109950784A (zh) 2019-06-28
CN109950784B true CN109950784B (zh) 2021-05-28

Family

ID=67014345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910287101.4A Active CN109950784B (zh) 2019-04-10 2019-04-10 激光器和激光雷达

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109950784B (zh)
WO (1) WO2020207434A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11782132B2 (en) 2016-12-31 2023-10-10 Innovusion, Inc. 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11782138B2 (en) 2018-02-21 2023-10-10 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods with high repetition rate to observe far objects
US11789128B2 (en) 2021-03-01 2023-10-17 Innovusion, Inc. Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
US11796645B1 (en) 2018-08-24 2023-10-24 Innovusion, Inc. Systems and methods for tuning filters for use in lidar systems
US11808888B2 (en) 2018-02-23 2023-11-07 Innovusion, Inc. Multi-wavelength pulse steering in LiDAR systems
US11860313B2 (en) 2018-06-15 2024-01-02 Innovusion, Inc. LiDAR systems and methods for focusing on ranges of interest
US11871130B2 (en) 2022-03-25 2024-01-09 Innovusion, Inc. Compact perception device

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609336B1 (en) 2018-08-21 2023-03-21 Innovusion, Inc. Refraction compensation for use in LiDAR systems
CN110506220B (zh) 2016-12-30 2023-09-15 图达通智能美国有限公司 多波长lidar设计
US11009605B2 (en) 2017-01-05 2021-05-18 Innovusion Ireland Limited MEMS beam steering and fisheye receiving lens for LiDAR system
EP3566070A4 (en) 2017-01-05 2020-08-12 Innovusion Ireland Limited METHOD AND SYSTEM FOR ENCODING AND DECODING A LIDAR
US11977184B2 (en) 2018-01-09 2024-05-07 Seyond, Inc. LiDAR detection systems and methods that use multi-plane mirrors
US11675050B2 (en) 2018-01-09 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods
WO2019164961A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Lidar systems with fiber optic coupling
US11988773B2 (en) 2018-02-23 2024-05-21 Innovusion, Inc. 2-dimensional steering system for lidar systems
US11289873B2 (en) 2018-04-09 2022-03-29 Innovusion Ireland Limited LiDAR systems and methods for exercising precise control of a fiber laser
US11579300B1 (en) 2018-08-21 2023-02-14 Innovusion, Inc. Dual lens receive path for LiDAR system
US11614526B1 (en) 2018-08-24 2023-03-28 Innovusion, Inc. Virtual windows for LIDAR safety systems and methods
US11579258B1 (en) 2018-08-30 2023-02-14 Innovusion, Inc. Solid state pulse steering in lidar systems
US11686824B2 (en) 2018-11-14 2023-06-27 Innovusion, Inc. LiDAR systems that use a multi-facet mirror
US11675055B2 (en) 2019-01-10 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR systems and methods with beam steering and wide angle signal detection
US11486970B1 (en) 2019-02-11 2022-11-01 Innovusion, Inc. Multiple beam generation from a single source beam for use with a LiDAR system
US11977185B1 (en) 2019-04-04 2024-05-07 Seyond, Inc. Variable angle polygon for use with a LiDAR system
CN109950784B (zh) * 2019-04-10 2021-05-28 上海禾赛科技股份有限公司 激光器和激光雷达
CN113036582B (zh) * 2019-12-23 2024-01-26 上海禾赛科技有限公司 激光器、包括其的激光雷达以及激光雷达的扫描方法
CN113036590B (zh) * 2019-12-23 2022-12-09 上海禾赛科技有限公司 激光器、包括其的激光雷达以及激光雷达的扫描方法
CN113572010B (zh) * 2020-04-29 2022-09-23 上海禾赛科技有限公司 激光器、包括其的激光雷达以及产生激光的方法
CN113594841A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 上海禾赛科技有限公司 可调谐激光器、其控制方法及包括该激光器的激光雷达
US11422267B1 (en) 2021-02-18 2022-08-23 Innovusion, Inc. Dual shaft axial flux motor for optical scanners
US11555895B2 (en) 2021-04-20 2023-01-17 Innovusion, Inc. Dynamic compensation to polygon and motor tolerance using galvo control profile
US11614521B2 (en) 2021-04-21 2023-03-28 Innovusion, Inc. LiDAR scanner with pivot prism and mirror
EP4305450A1 (en) 2021-04-22 2024-01-17 Innovusion, Inc. A compact lidar design with high resolution and ultra-wide field of view
US11662440B2 (en) 2021-05-21 2023-05-30 Innovusion, Inc. Movement profiles for smart scanning using galvonometer mirror inside LiDAR scanner
US11768294B2 (en) 2021-07-09 2023-09-26 Innovusion, Inc. Compact lidar systems for vehicle contour fitting
CN113820692B (zh) * 2021-09-14 2023-08-25 上海星秒光电科技有限公司 一种多线激光雷达

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2030766U (zh) * 1987-07-25 1989-01-11 中央民族学院物理系 独立调谐的多波长染料激光器
DE19544897C2 (de) * 1995-12-01 2000-10-12 Hannover Laser Zentrum Modensprungfrei abstimmbares Halbleiter-Lasersystem
US6249537B1 (en) * 1999-05-03 2001-06-19 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for single longitudinal mode operation of pulsed laser oscillators using efficient self-seeding
DE20317904U1 (de) * 2003-11-19 2005-03-31 Sacher Joachim Laserdioden-Anordnung mit externem Resonator
CN100354659C (zh) * 2004-03-04 2007-12-12 华新丽华股份有限公司 微机电角隅镜面阵列元件的外腔式可调变激光***
CN100494517C (zh) * 2007-09-26 2009-06-03 山东大学 Re3+,Cr5+:LnVO4自调制激光晶体及制备方法与应用
KR100817726B1 (ko) * 2008-01-18 2008-03-31 주식회사 나노베이스 파장 가변 장치 및 그 방법
CN101582561B (zh) * 2008-05-12 2012-07-04 中国计量科学研究院 光栅掠衍射外腔半导体激光器
CN102340100B (zh) * 2010-07-22 2015-06-03 中国计量科学研究院 光栅外腔激光器及其准同步调谐方法
CN101630811B (zh) * 2008-07-14 2012-10-03 中国计量科学研究院 光栅外腔半导体激光器和准同步调谐方法
CN102025106B (zh) * 2009-09-23 2013-08-07 中国计量科学研究院 光栅外腔半导体激光器
CN103326239B (zh) * 2013-05-23 2015-12-02 中国科学院半导体研究所 复合构型可调谐光栅外腔双模激光器
CN104201553B (zh) * 2014-09-22 2017-04-19 山东大学 一种双波长可调谐固体激光器及其应用
CN106711744A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 天津工业大学 一种实现可调谐激光器在波长扫描过程中纵模序数保持不变的谐振腔几何设计方法
US9905992B1 (en) * 2017-03-16 2018-02-27 Luminar Technologies, Inc. Self-Raman laser for lidar system
CN108375762B (zh) * 2018-01-17 2020-02-07 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达及其工作方法
CN108226945A (zh) * 2018-01-15 2018-06-29 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达及其工作方法
CN207753292U (zh) * 2017-12-27 2018-08-21 清华大学 双频激光器
CN109950784B (zh) * 2019-04-10 2021-05-28 上海禾赛科技股份有限公司 激光器和激光雷达

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11782132B2 (en) 2016-12-31 2023-10-10 Innovusion, Inc. 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11782131B2 (en) 2016-12-31 2023-10-10 Innovusion, Inc. 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11899134B2 (en) 2016-12-31 2024-02-13 Innovusion, Inc. 2D scanning high precision lidar using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11782138B2 (en) 2018-02-21 2023-10-10 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods with high repetition rate to observe far objects
US11808888B2 (en) 2018-02-23 2023-11-07 Innovusion, Inc. Multi-wavelength pulse steering in LiDAR systems
US11860313B2 (en) 2018-06-15 2024-01-02 Innovusion, Inc. LiDAR systems and methods for focusing on ranges of interest
US11796645B1 (en) 2018-08-24 2023-10-24 Innovusion, Inc. Systems and methods for tuning filters for use in lidar systems
US11789128B2 (en) 2021-03-01 2023-10-17 Innovusion, Inc. Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
US11871130B2 (en) 2022-03-25 2024-01-09 Innovusion, Inc. Compact perception device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020207434A1 (zh) 2020-10-15
CN109950784A (zh) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109950784B (zh) 激光器和激光雷达
CN211655309U (zh) 激光器以及包括其的激光雷达
EP0744089B1 (en) Passively q-switched picosecond microlaser
EP1764886B1 (en) Passively Q-switched microlaser with controllable peak power density
US4942582A (en) Single frequency solid state laser
US6259711B1 (en) Laser
US9124064B2 (en) Ultrashort pulse microchip laser, semiconductor laser, and pump method for thin laser media
JPH07508139A (ja) 同調可能な固体レーザ
JP3989841B2 (ja) コンパクトな超高速レーザー
CN216850735U (zh) 一种窄线宽双波长固体激光器
US5121402A (en) Multiple element ring laser
JPH11514162A (ja) ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両者の単一共振器空洞にブリュースター角度のｑスイッチを有するアイセーフレーザ送信装置
US6512630B1 (en) Miniature laser/amplifier system
US20020191664A1 (en) Diode array end pumped slab laser
CN111193168A (zh) 可切换输出的变波长激光器
EP0201687A2 (en) Passive Q-switched power laser resonator
Harrison et al. Broad-band rapid tuning of a single-frequency diode-pumped neodymium laser
CN112448257A (zh) 调q钬激光器
RU2365006C2 (ru) Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты)
US20050238068A1 (en) Frequency tunable optical RF source
US12003072B2 (en) Q switch resonator, and pulse generator
CN113540952B (zh) 一种高低温环境下即开即用的ld泵浦结构及调q激光器
CN110190501B (zh) 一种基于体布拉格光栅的主动调q方法
CN113097852A (zh) 激光器、包括其的激光雷达以及使用激光雷达扫描的方法
CN113036582B (zh) 激光器、包括其的激光雷达以及激光雷达的扫描方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: No.2 building, no.468 xinlai Road, Jiading District, Shanghai, 201821

Applicant after: Shanghai Hesai Technology Co., Ltd

Address before: 201702 block B, building L2, Hongqiao world center, Lane 1588, Zhuguang Road, Qingpu District, Shanghai

Applicant before: HESAI PHOTONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No.2 building, no.468 xinlai Road, Jiading District, Shanghai, 201821

Patentee after: Shanghai Hesai Technology Co.,Ltd.

Address before: No.2 building, no.468 xinlai Road, Jiading District, Shanghai, 201821

Patentee before: Shanghai Hesai Technology Co., Ltd