含超透镜和锥形透镜的光开关型激光雷达扫描系统

作     者：吕润 苏宙平 LüRun;Su Zhouping

作者机构：江南大学理学院江苏无锡214122 江苏省轻工光电工程技术研究中心江苏无锡214122 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2025年第45卷第4期

页      面：172-179页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：光学设计 激光雷达 光束扫描系统 超透镜 锥形透镜 光开关阵列 

摘      要：设计一种由光子集成电路、超透镜和锥形透镜组成的全固态激光雷达光束扫描系统。通过选择性地激活阵列上不同位置处的光开关,由光栅发射的不同位置的光束经超透镜会聚并转向,再经锥形透镜内部全反射后被转向至水平方向并最终准直出射,发射的光束可以扫描不同的区域。实现在水平方向上对360°的视场进行扫描,在垂直方向扫描视场角可达8°;在水平和垂直方向上的分辨率分别为0.7°和1°;扫描光束在水平和垂直方向上的发散角均保持在约0.018°,准直性能良好。最终对该激光雷达系统开展总体性分析,涵盖发射、扫描和接收单元。该系统不包含任何需要机械移动的元件,以紧凑型结构实现大范围的视场覆盖,为基于光开关的全固态激光雷达设计中的光束扫描提供一种有效的解决方案。