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公开(公告)号：CN109444903B
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN201811219546.0
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
Abstract: 本发明公开了一种光学相控阵激光雷达装置，包括激光阵列光源、双层结构液晶光开关阵列、光开关扫描控制装置、双结构光栅阵列器件、激光反射信号处理装置和光学透镜，所述的光学透镜包括扫描照射透镜和目标反射接收透镜，分别设置在双结构光栅阵列器件与照射目标之间以及照射目标与激光反射信号处理装置之间，分别用于对出射光束和入射光束进行矫正。本发明通过将普通小功率的激光二极管封装成激光阵列光源，采用特殊设计的双层结构液晶光开关阵列作为光束通道控制器件，在选通控制装置的控制下对激光束进行相位调制，利用特殊设计的双结构光栅器件特有的功能达成各种远场照射模式。激光反射信号处理装置对目标反射回来的激光信号进行接收、处理并解算出距离、方位、速度等信息参数。
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公开(公告)号：CN109343027A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811214909.1
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
IPC: G01S7/481
Abstract: 本发明公开了一种激光雷达多维扫描控制装置及控制方法，包括保持电路、选通电路、光开关选通控制器和独立可控稳压电源；光开关选通控制器的控制输出端连接选通电路的输入端，选通电路的输出端通过保持电路与待控制开关阵列中的电极相连接；独立可控稳压电源控制输入端连接光开关选通控制器的输出端。本发明根据采用多通道模拟多路复用器/多路解复用集成电路作为通道选通电路，采用集成运算放大器搭建信号保持电路，通过可控稳压电源提供电极加载电压，在选通控制器的控制下，通过不同的控制算法实现对双层结构的液晶光开关阵列诸阵元的通、断、强度控制，达成光束相位调制和照射强度变化的目的，装置控制方式灵活多样、成本低、可靠、易于实现。
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公开(公告)号：CN109239993A
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201811214884.5
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
IPC: G02F1/1343 , G02F1/13 , G02F1/1347 , G02F1/1337 , G02F1/1335 , G02F1/133
Abstract: 本发明公开了一种用于光学相控阵扫描的液晶光开关及装配制作方法，由上、下设置的第一层液晶板和第二层液晶板构成，第一层液晶板的上面依次平行设置有行第一定向薄膜、行扫描电极、上层玻璃板和上偏振片，第一层液晶板的下面依次平行设置有第二定向薄膜、行信号电极和中间玻璃板；第二层液晶板的上面依次平行设置第三定向薄膜和列扫描电极，第二层液晶板的下面依次平行设置有第四定向薄膜、列信号电极、下层玻璃板和下偏振片。本发明双层结构制成具有单元独立可控的光开关面阵列，通过单元开关的“通”、“断”控制对通过单元开关的光束进行相位调制，与光栅阵列及扫描驱动电路配合组成具有光学相控阵功能的激光阵列扫描装置，可实现方位、俯仰扫描和深度聚焦。
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公开(公告)号：CN109188823B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201811214855.9
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
Abstract: 本发明公开了一种用于光学扫描的激光阵列光源，由n行×m列个阵元阵列排布到可扩展框架上构成，所述的阵元为单独封装的个体，且阵元包括压圈、准直透镜、调整垫片、激光二极管、前置驱动电路、插座、金属外壳和有机硅胶；所述的基座包括有平行设置的上、下固定隔板，n行×m列个阵元竖直阵列排布在上、下固定隔板之间，阵元之间相互平行。本发明采用封装结构极大改善器件的散热效果，与双结构光栅器件配合，实现多光束相控阵扫描激光照射，对于阵列激光照射光源，个别单体半导体激光二极管的失效不会造成阵列功能的整体失效，极大提升了器件的可靠性和适用性，也扩展了激光检测技术的适用场合。
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公开(公告)号：CN109188823A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811214855.9
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
Abstract: 本发明公开了一种用于光学扫描的激光阵列光源，由n行×m列个阵元阵列排布到可扩展框架上构成，所述的阵元为单独封装的个体，且阵元包括压圈、准直透镜、调整垫片、激光二极管、前置驱动电路、插座、金属外壳和有机硅胶；所述的基座包括有平行设置的上、下固定隔板，n行×m列个阵元竖直阵列排布在上、下固定隔板之间，阵元之间相互平行。本发明采用封装结构极大改善器件的散热效果，与双结构光栅器件配合，实现多光束相控阵扫描激光照射，对于阵列激光照射光源，个别单体半导体激光二极管的失效不会造成阵列功能的整体失效，极大提升了器件的可靠性和适用性，也扩展了激光检测技术的适用场合。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109343027B
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN201811214909.1
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
IPC: G01S7/481
Abstract: 本发明公开了一种激光雷达多维扫描控制装置及控制方法，包括保持电路、选通电路、光开关选通控制器和独立可控稳压电源；光开关选通控制器的控制输出端连接选通电路的输入端，选通电路的输出端通过保持电路与待控制开关阵列中的电极相连接；独立可控稳压电源控制输入端连接光开关选通控制器的输出端。本发明根据采用多通道模拟多路复用器/多路解复用集成电路作为通道选通电路，采用集成运算放大器搭建信号保持电路，通过可控稳压电源提供电极加载电压，在选通控制器的控制下，通过不同的控制算法实现对双层结构的液晶光开关阵列诸阵元的通、断、强度控制，达成光束相位调制和照射强度变化的目的，装置控制方式灵活多样、成本低、可靠、易于实现。
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公开(公告)号：CN109188585B
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN201811214546.1
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
Abstract: 本发明公开了一种用于光学扫描的双结构光栅器件，包括n×m个透光窗口，按照n行×m列矩形黑白相间排列分布，黑色部分为不透光单元、白色部分为透光单元，所述的透光窗口为一个独立的面阵光栅，所述的面阵光栅内均匀分布着s*s个透光的圆孔。本发明基于多个相位调制单元几何尺寸的粗光栅和对应于单个相位调制单元的细光栅均匀排列而成，使用时粗光栅的每个透光单元分别对应于激光照射阵列的一个光束，从而将传统的基于光学相控阵激光雷达对单光束的相位调制变为对激光阵列多光束的调制，突破了对阵列单元的尺寸必须不大于500nm的限制，使得利用常规的材料、加工技术和工艺制作出应用于光学相控阵中的核心光控器件。
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公开(公告)号：CN109444903A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811219546.0
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
Abstract: 本发明公开了一种光学相控阵激光雷达装置，包括激光阵列光源、双层结构液晶光开关阵列、光开关扫描控制装置、双结构光栅阵列器件、激光反射信号处理装置和光学透镜，所述的光学透镜包括扫描照射透镜和目标反射接收透镜，分别设置在双结构光栅阵列器件与照射目标之间以及照射目标与激光反射信号处理装置之间，分别用于对出射光束和入射光束进行矫正。本发明通过将普通小功率的激光二极管封装成激光阵列光源，采用特殊设计的双层结构液晶光开关阵列作为光束通道控制器件，在选通控制装置的控制下对激光束进行相位调制，利用特殊设计的双结构光栅器件特有的功能达成各种远场照射模式。激光反射信号处理装置对目标反射回来的激光信号进行接收、处理并解算出距离、方位、速度等信息参数。
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公开(公告)号：CN109239993B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN201811214884.5
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
IPC: G02F1/1343 , G02F1/13 , G02F1/1347 , G02F1/1337 , G02F1/1335 , G02F1/133
Abstract: 本发明公开了一种用于光学相控阵扫描的液晶光开关及装配制作方法，由上、下设置的第一层液晶板和第二层液晶板构成，第一层液晶板的上面依次平行设置有行第一定向薄膜、行扫描电极、上层玻璃板和上偏振片，第一层液晶板的下面依次平行设置有第二定向薄膜、行信号电极和中间玻璃板；第二层液晶板的上面依次平行设置第三定向薄膜和列扫描电极，第二层液晶板的下面依次平行设置有第四定向薄膜、列信号电极、下层玻璃板和下偏振片。本发明双层结构制成具有单元独立可控的光开关面阵列，通过单元开关的“通”、“断”控制对通过单元开关的光束进行相位调制，与光栅阵列及扫描驱动电路配合组成具有光学相控阵功能的激光阵列扫描装置，可实现方位、俯仰扫描和深度聚焦。
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公开(公告)号：CN109188585A
公开(公告)日：2019-01-11
申请号：CN201811214546.1
申请日：2018-10-18
Applicant: 华北水利水电大学
CPC classification number: G02B5/1857 , G02B5/1828 , G02B26/106
Abstract: 本发明公开了一种用于光学扫描的双结构光栅器件，包括n×m个透光窗口，按照n行×m列矩形黑白相间排列分布，黑色部分为不透光单元、白色部分为透光单元，所述的透光窗口为一个独立的面阵光栅，所述的面阵光栅内均匀分布着s*s个透光的圆孔。本发明基于多个相位调制单元几何尺寸的粗光栅和对应于单个相位调制单元的细光栅均匀排列而成，使用时粗光栅的每个透光单元分别对应于激光照射阵列的一个光束，从而将传统的基于光学相控阵激光雷达对单光束的相位调制变为对激光阵列多光束的调制，突破了对阵列单元的尺寸必须不大于500nm的限制，使得利用常规的材料、加工技术和工艺制作出应用于光学相控阵中的核心光控器件。
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