基于2D微电子机械系统(MEMS)镜全向激光雷达光学系统设计

摘要

为了满足全向激光探测的需求,提出一种基于2D MEMS镜扫描的激光雷达结构.激光器通过1×6高速光开关分时地给6个扫描子系统提供光信号,6个扫描子系统探测视场叠加起来可实现360°激光探测.每个扫描子系统的扫描范围为60°×30°,其中包含一个扩展MEMS镜扫描角度的发射光学天线和一个大视场有增益的接收光学天线.发射光学天线将MEMS镜±10°的扫描角扩展到士30°,发散度小于0.2 mrad;接收视场内的激光回波经过接收天线在探测器上所成的半像高小于1 mm,接收增益为3.65.通过计算修正后的激光雷达方程可得到发射功率20 W的激光束在工作距离100 m内的回波功率≥1 nW,结果表明该光学系统可适用于激光雷达系统.