相干探测装置及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911373885.9 (22)申请日 2019.12.27 (71)申请人 宁波飞芯电子科技有限公司 地址 315000 浙江省宁波市奉化市岳林东 路389号2212室 (72)发明人 雷述宇 (74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通合伙) 11463 代理人 曹瑞敏 (51)Int.Cl. G01S 17/02(2020.01) G01S 7/481(2006.01) G01S 7/4911(2020.01) G01S 7/4914(2020.01)。

2、 (54)发明名称 相干探测装置及方法 (57)摘要 本发明提供一种相干探测装置及方法， 涉及 相干探测技术领域。 该装置包括光发射模块、 光 束相位调整模块、 以及光接收模块。 其中， 通过在 光发射模块和光接收模块的光路上设置光束相 位调整模块， 通过光束相位调整模块改变光发射 模块发出的发射光的相位， 或者通过光束相位调 整模块改变发射光经由探测目标反射后产生的 信号光的相位， 可以做到在不使用任何机械运动 结构的前提下改变光束的传播方向。 相比于传统 的光束相位调整方法， 可以省去传统机械扫描结 构所需要的相应的机械结构， 从而使得相干探测 装置的结构更加紧凑， 另外， 可以有效提高光。

3、束 相位调整的灵活性， 从而进一步地提高相干探测 的精确性。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 111123276 A 2020.05.08 CN 111123276 A 1.一种相干探测装置， 其特征在于， 包括： 光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接收 模块； 所述光发射模块， 用于输出发射光， 所述发射光用于经探测目标反射后产生信号光； 所述光束相位调整模块， 位于所述光发射模块至所述光接收模块的光路上， 用于对所 述发射光和/或所述信号光的相位进行调整； 所述光接收模块， 用于接收经相位调整后的所述信号光， 并根据所述信号光计算所述 探测目标的相关信息。 2.如权利要求。

4、1所述的装置， 其特征在于， 所述光发射模块包括： 光源模块、 分光模块； 所述光源模块发出的光源经所述分光模块分为第一参考光和所述发射光； 所述第一参考光用于经本地光路或经所述探测目标反射后作为第二参考光入射至所 述光接收模块， 并与入射至所述光接收模块的、 经相位调整后的所述信号光发生干涉。 3.如权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述光接收模块包括合束干涉模块和接收阵 列； 所述合束干涉模块用于第二参考光和经相位调整后的所述信号光发生干涉， 得到相干 光信号； 所述接收阵列用于接收所述相干光信号并产生相应的电信号， 所述电信号用于计算所 述探测目标的相关信息。 4.如权利要求1所述的。

5、装置， 其特征在于， 所述光束相位调整模块包括光移相器发射阵 列和/或光移相器接收阵列； 所述光移相器发射阵列位于所述光发射模块至所述探测目标的光路上， 所述光移相器 发射阵列用于对所述发射光进行相位调整， 并将调整后的所述发射光发射至所述探测目 标； 所述光移相器接收阵列位于所述探测目标至所述光接收模块的光路上； 所述光移相器 接收阵列用于对接收的从所述探测目标反射的信号光的相位进行调整， 并将调整后的所述 信号光发射至所述光接收模块。 5.如权利要求4所述的装置， 其特征在于， 所述光移相器发射阵列为反射型或者透射 型； 所述光移相器接收阵列为反射型或者透射型。 6.如权利要求3所述的装置。

6、， 其特征在于， 所述光接收模块还包括数据处理模块， 所述 数据处理模块用于依据所述接收阵列产生的所述电信号计算得到所述探测目标的相关信 息。 7.如权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述光发射模块还包括准直整形模块； 所述 准直整形模块位于所述光源模块至所述分光模块的光路上； 所述准直整形模块接收所述光源模块发射的光源， 并对所述光源进行准直处理， 将处 理后的所述光源发射至所述分光模块。 8.一种相干探测方法， 应用于上述权利要求1-7任一项所述的相干探测装置中； 所述相 干探测装置包括： 光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接收模块， 其特征在于， 所述相干 探测方法包括： 所述。

7、光发射模块输出发射光至所述光束相位调整模块， 所述发射光用于经探测目标反 权利要求书 1/2 页 2 CN 111123276 A 2 射后产生信号光； 所述光束相位调整模块接收所述发射光和/或所述信号光， 并对所述发射光和/或所述 信号光的相位进行调整； 所述光接收模块经相位调整后的所述信号光， 并根据所述信号光计算所述探测目标的 相关信息。 9.如权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述光发射模块包括： 光源模块、 分光模块； 所述分光模块基于接收的光源模块发射的光源， 对所述光源进行分光处理， 得到第一 参考光和发射光； 所述第一参考光用于经本地光路或经所述探测目标反射后作为第二参考 。

8、光入射至所述光接收模块， 并与入射至所述光接收模块的、 经相位调整后的所述信号光发 生干涉。 10.如权利要求9所述的方法， 其特征在于， 所述光接收模块包括合束干涉模块和接收 阵列； 所述合束干涉模块对接收的所述第二参考光和经相位调整后的所述信号光进行干涉， 得到相干光信号， 并将所述相干光信号发射至所述接收阵列； 所述接收阵列接收所述相干光信号并产生相应的电信号， 所述电信号用于计算所述探 测目标的相关信息。 11.如权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述光束相位调整模块包括光移相器发射 阵列和/或光移相器接收阵列； 所述光移相器发射阵列位于所述光发射模块至所述探测目 标的光路上； 所。

9、述光移相器接收阵列位于所述探测目标至所述光接收模块的光路上； 所述光移相器发射阵列接收所述分光模块发送的发射光， 对所述发射光进行相位调 整， 并将调整后的所述发射光发射至所述探测目标； 所述光移相器接收阵列接收从所述探测目标反射的信号光， 并对所述信号光的相位进 行调整， 将调整后的所述信号光发射至所述光接收模块。 12.如权利要求11所述的方法， 其特征在于， 所述光移相器发射阵列为反射型或者透射 型； 所述光移相器接收阵列为反射型或者透射型。 13.如权利要求10所述的方法， 其特征在于， 所述光接收模块还包括数据处理模块； 所述数据处理模块基于接收的所述接收阵列产生的所述电信号， 计算。

10、得到所述探测目 标的相关信息。 14.如权利要求9所述的方法， 其特征在于， 所述光发射模块还包括准直整形模块； 所述 准直整形模块位于所述光源模块至所述分光模块的光路上； 所述准直整形模块接收所述光源模块发射的光源， 并对所述光源进行准直处理， 将处 理后的所述光源发射至所述分光模块。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111123276 A 3 相干探测装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及相干探测技术领域， 具体而言， 涉及一种相干探测装置及方法。 背景技术 0002 相干探测具有有效信号强、 抗干扰性强、 信噪比高的特点， 在不需要改变探测光的 功率的基础上， 将信号强度有效提升2。

11、-3个数量级， 可以实现远距离的激光测距， 在激光雷 达等领域具有重要的应用。 0003 现有的相干探测装置中， 对于不同方向或位置进行距离扫描时， 需要采用机械结 构， 例如： 棱镜， 来改变光束的传播方向， 以使得光束可以到达不同的扫描位置。 0004 但是， 通过机械结构来改变光束的传播方向时， 其改变光束方向的灵活性较低， 同 时， 调整光束方向的精度也较差， 从而导致对于不同位置的距离探测结果准确性较差。 发明内容 0005 本发明的目的在于， 针对上述现有技术中的不足， 提供一种相干探测装置及方法， 以便于解决现有技术中存在的光束方向调整精确度差， 导致相干探测结果准确性较低的问 。

12、题。 0006 为实现上述目的， 本申请实施例采用的技术方案如下： 0007 第一方面， 本申请实施例提供了一种相干探测装置， 包括： 光发射模块、 光束相位 调整模块、 以及光接收模块； 0008 所述光发射模块， 用于输出发射光， 所述发射光用于经探测目标反射后产生信号 光； 0009 所述光束相位调整模块， 位于所述光发射模块至所述光接收模块的光路上， 用于 对所述发射光和/或所述信号光的相位进行调整； 0010 所述光接收模块， 用于接收经相位调整后的所述信号光， 并根据所述信号光计算 所述探测目标的相关信息。 0011 可选地， 所述光发射模块包括： 光源模块、 分光模块； 所述光源。

13、模块发出的光源经 所述分光模块分为第一参考光和所述发射光； 0012 所述第一参考光用于经本地光路或经所述探测目标反射后作为第二参考光入射 至所述光接收模块， 并与入射至所述光接收模块的、 经相位调整后的所述信号光发生干涉。 0013 可选地， 所述光接收模块包括合束干涉模块和接收阵列； 0014 所述合束干涉模块用于第二参考光和经相位调整后的所述信号光发生干涉， 得到 相干光信号； 0015 所述接收阵列用于接收所述相干光信号并产生相应的电信号， 所述电信号用于计 算所述探测目标的相关信息。 0016 可选地， 所述光束相位调整模块包括光移相器发射阵列和/或光移相器接收阵列； 0017 所述。

14、光移相器发射阵列位于所述光发射模块至所述探测目标的光路上， 所述光移 说明书 1/9 页 4 CN 111123276 A 4 相器发射阵列用于对所述发射光进行相位调整， 并将调整后的所述发射光发射至所述探测 目标； 0018 所述光移相器接收阵列位于所述探测目标至所述光接收模块的光路上； 所述光移 相器接收阵列用于对接收的从所述探测目标反射的信号光的相位进行调整， 并将调整后的 所述信号光发射至所述光接收模块。 0019 可选地， 所述光移相器发射阵列为反射型或者透射型； 0020 所述光移相器接收阵列为反射型或者透射型。 0021 可选地， 所述光接收模块还包括数据处理模块， 所述数据处理。

15、模块用于依据所述 接收阵列产生的所述电信号计算得到所述探测目标的相关信息。 0022 可选地， 所述光发射模块还包括准直整形模块； 所述准直整形模块位于所述光源 模块至所述分光模块的光路上； 0023 所述准直整形模块接收所述光源模块发射的光源， 并对所述光源进行准直处理， 将处理后的所述光源发射至所述分光模块。 0024 第二方面， 本申请实施例还提供了一种相干探测方法， 应用于上述第一方面所述 的相干探测装置中； 所述相干探测装置包括： 光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接收 模块； 该方法包括： 0025 所述光发射模块输出发射光至所述光束相位调整模块， 所述发射光用于经探测目 标。

16、反射后产生信号光； 0026 所述光束相位调整模块接收所述发射光和/或所述信号光， 并对所述发射光和/或 所述信号光的相位进行调整； 0027 所述光接收模块经相位调整后的所述信号光， 并根据所述信号光计算所述探测目 标的相关信息。 0028 可选地， 所述光发射模块包括： 光源模块、 分光模块； 0029 所述分光模块基于接收的光源模块发射的光源， 对所述光源进行分光处理， 得到 第一参考光和发射光； 所述第一参考光用于经本地光路或经所述探测目标反射后作为第二 参考光入射至所述光接收模块， 并与入射至所述光接收模块的、 经相位调整后的所述信号 光发生干涉。 0030 可选地， 所述光接收模块。

17、包括合束干涉模块和接收阵列； 0031 所述合束干涉模块对接收的所述第二参考光和经相位调整后的所述信号光进行 干涉， 得到相干光信号， 并将所述相干光信号发射至所述接收阵列； 0032 所述接收阵列接收所述相干光信号并产生相应的电信号， 所述电信号用于计算所 述探测目标的相关信息。 0033 可选地， 所述光束相位调整模块包括光移相器发射阵列和/或光移相器接收阵列； 所述光移相器发射阵列位于所述光发射模块至所述探测目标的光路上； 所述光移相器接收 阵列位于所述探测目标至所述光接收模块的光路上； 0034 所述光移相器发射阵列接收所述分光模块发送的发射光， 对所述发射光进行相位 调整， 并将调整。

18、后的所述发射光发射至所述探测目标； 0035 所述光移相器接收阵列接收从所述探测目标反射的信号光， 并对所述信号光的相 位进行调整， 将调整后的所述信号光发射至所述光接收模块。 说明书 2/9 页 5 CN 111123276 A 5 0036 可选地， 所述光移相器发射阵列为反射型或者透射型； 0037 所述光移相器接收阵列为反射型或者透射型。 0038 可选地， 所述光接收模块还包括数据处理模块； 0039 所述数据处理模块基于接收的所述接收阵列产生的所述电信号， 计算得到所述探 测目标的相关信息。 0040 可选地， 所述光发射模块还包括准直整形模块； 所述准直整形模块位于所述光源 模块。

19、至所述分光模块的光路上； 0041 所述准直整形模块接收所述光源模块发射的光源， 并对所述光源进行准直处理， 将处理后的所述光源发射至所述分光模块。 0042 本申请的有益效果是： 本申请实施例提供一种相干探测装置及方法， 该装置包括 光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接收模块。 其中， 光发射模块， 用于输出发射光， 发 射光用于经探测目标反射后产生信号光； 光束相位调整模块， 位于光发射模块至光接收模 块的光路上， 用于对发射光和/或信号光的相位进行调整； 光接收模块， 用于接收经相位调 整后的信号光， 并根据信号光计算探测目标的相关信息。 通过在光发射模块和光接收模块 的光路上设置。

20、光束相位调整模块， 通过光束相位调整模块改变光发射模块发出的发射光的 相位， 或者通过光束相位调整模块改变发射光经由探测目标反射后产生的信号光的相位， 可以做到在不使用任何机械运动结构的前提下改变光束的传播方向。 相比于传统的光束相 位调整方法， 可以省去传统机械扫描结构所需要的相应的机械结构， 从而使得相干探测装 置的结构更加紧凑， 另外， 可以有效提高光束相位调整的灵活性， 从而进一步地提高相干探 测的精确性。 0043 本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述， 并且， 部分地从说明书中变得 显而易见， 或者通过实施本申请了解。 本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、 权 利要求。

21、书、 以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 附图说明 0044 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍， 应当理解， 以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 因此不应被看作是对 范围的限定， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 0045 图1为本申请实施例提供的一种相干探测装置示意图； 0046 图2为本申请实施例提供的另一种相干探测装置示意图； 0047 图3为本申请实施例提供的一种光束相位调整原理示意图； 0048 图4为本申请实施例提供的另一种光束相位调整原理示意图； 0。

22、049 图5为本申请实施例提供的一种相干探测方法流程示意图。 具体实施方式 0050 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 说明书 3/9 页 6 CN 111123276 A 6 0051 图1为本申请实施例提供的一种相干探测装置示意图； 如图1所示， 该相干探测装 置可以包括： 光发射模块110、 光束相位调整模块120、 以及光接收模块130。 0052 其中， 光发射模块110， 用于输出发射光， 发射光用于经探测目。

23、标反射后产生信号 光； 光束相位调整模块120， 位于光发射模块110至光接收模块130的光路上， 用于对发射光 和/或信号光的相位进行调整； 光接收模块130， 用于接收经相位调整后的信号光， 并根据信 号光计算探测目标的相关信息。 0053 需要说明的是， 在传统的光学系统中， 改变光射光的传播方向需要机械结构来实 现对于不同位置的扫描。 而本申请的方案中， 通过在光发射模块110和光接收模块130的光 路上设置光束相位调整模块120， 通过光束相位调整模块120改变光发射模块110发出的发 射光的相位， 或者通过光束相位调整模块120改变发射光经由探测目标反射后产生的信号 光的相位。 可。

24、以做到在不使用任何机械运动结构的前提下改变光束的传播方向。 相比于传 统的光束相位调整方法， 本申请的方案中可以省去传统机械扫描结构所需要的相应的机械 结构， 从而使得相干探测装置的结构更加紧凑， 有效降低成本投入。 0054 需要说明的是， 为了计算得到相干探测装置与探测目标表面不同位置之间的距 离， 可以采用光束相位调整模块120对光发射模块110发出的发射光的相位进行调整， 以使 得调整后的发射光的相位为预设相位， 该预设相位的发射光经探测目标进行反射， 产生信 号光， 光接收模块130接收信号光， 并根据信号光计算探测目标相关信息。 其中， 在本实施例 中， 探测目标的相关信息可以包括。

25、： 探测目标到相干探测装置的距离。 具体地， 光接收模块 130可以根据计算得到的信号光的相关信息， 采用预设的测距方法计算相干探测装置与探 测目标表面不同位置之间的距离。 0055 此外， 也可以采用光束相位调整模块120对经探测目标反射回来的信号光的相位 进行调整， 使得从指定方向传播来的信号光在光束相位调整模块120中改变一定的相位从 而干涉相涨， 其他方向入射的信号光干涉相消， 最后合为一束， 并通过光电转化对合成的信 号光进行转化， 转化得到相应的电信号用于探测目标相关信息。 该接收方式中通过光束相 位调整模块120对信号光相位的调整获得了不同方向的信号光， 实现了接收端的扫描接收 。

26、和汇聚， 扩大了信号光的接收范围。 0056 可选地， 光束相位调整模块120可以包括两个， 两个光束相位调整模块120分别位 于光发射模块110至探测目标的光路上、 以及探测目标至光接收模块130的光路上。 对于光 束相位调整模块120的具体解释， 可以参照下文的具体实施例进行理解。 0057 可选地， 光束相位调整模块120可以仅使用一个光束相位调整模块120同时完成对 发射端发射光相位的改变、 以及对接收端接收的经目标物体反射产生的信号光的相位的改 变， 具体地， 仅使用一个光束相位调整模块120对光束相位进行调整的方法和上述使用两个 光束相位调整模块120进行调整的方法一致。 0058。

27、 综上， 本实施例提供的相干探测装置， 包括光发射模块、 光束相位调整模块、 以及 光接收模块。 其中， 光发射模块， 用于输出发射光， 发射光用于经探测目标反射后产生信号 光； 光束相位调整模块， 位于光发射模块至光接收模块的光路上， 用于对发射光和/或信号 光的相位进行调整； 光接收模块， 用于接收经相位调整后的信号光， 并根据信号光计算探测 目标的相关信息。 通过在光发射模块和光接收模块的光路上设置光束相位调整模块， 通过 光束相位调整模块改变光发射模块发出的发射光的相位， 或者通过光束相位调整模块改变 说明书 4/9 页 7 CN 111123276 A 7 发射光经由探测目标反射后产。

28、生的信号光的相位， 可以做到在不使用任何机械运动结构的 前提下改变光束的传播方向。 相比于传统的光束相位调整方法， 可以省去传统机械扫描结 构所需要的相应的机械结构， 从而使得相干探测装置的结构更加紧凑， 另外， 可以有效提高 光束相位调整的灵活性， 从而进一步地提高相干探测的精确性。 0059 图2为本申请实施例提供的另一种相干探测装置示意图， 可选地， 如图2所示， 光发 射模块110包括： 光源模块111、 分光模块112； 光源模块111发出的光源经分光模块112分为 第一参考光和发射光。 第一参考光用于经本地光路或经探测目标反射后作为第二参考光入 射至光接收模块130， 并与入射至光。

29、接收模块130的、 经相位调整后的信号光发生干涉。 其 中， 分光模块112位于光源模块111和光束相位调整模块120的光路上。 0060 可选地， 本实施例中， 光源模块111可以采用调频相干光源， 一束激光从光源模块 111发射出来后， 通过分光模块112可以分为能量不同的两束光， 也即上述的第一参考光(本 振光)、 以及发射光。 第一参考光可以经本地光路或经探测目标反射后作为第二参考光入射 至光接收模块。 而发射光可以经设置于光束相位调整模块120进行相位调整后， 发射至探测 目标， 并在探测目标表面发生反射， 生成对应的信号光。 该信号光经位于探测目标和光接收 模块130的光路上的光束。

30、相位调整模块120进行相位调整， 得到相位调整后的信号光。 光接 收模块130接收该相位调整后的信号光， 并根据信号光计算探测目标的相关信息。 0061 可选地， 如图2所示， 光接收模块130包括合束干涉模块131和接收阵列132。 合束干 涉模块131用于第二参考光和经相位调整后的信号光发生干涉， 得到相干光信号； 接收阵列 132用于接收相干光信号并产生相应的电信号， 电信号用于计算探测目标的相关信息。 0062 可选地， 合束干涉模块131位于接收阵列132和光束相位调整模块120之间的光路 上。 合束干涉模块131可以使得经相位调整后的预设相位的信号光发生干涉相涨， 而其他相 位的信。

31、号光干涉相消， 从而得到相干光信号。 0063 需要说明的是， 干涉相涨， 也即两个相同极性的振幅相互干扰时， 会产生一个更大 的振幅。 例如： 两个正极性的振幅相互干扰时， 会产生一个更大的正极性振幅， 同样的， 两个 负极性的振幅相互干扰时， 会产生一个更大的负极性振幅。 而干涉相消， 也即两个相反极性 的振幅相互干扰时， 振幅会产生一定程度的抵消。 例如： 一个正极性的振幅和一个负极性的 振幅相互干扰， 会产生一定的振幅抵消。 0064 通过将预设相位的信号光发生干涉相涨， 可以使得得到的信号光的强度更大， 从 而根据该信号光计算探测目标的相关信息， 计算结果准确度更高。 0065 可选。

32、地， 如图2所示， 光束相位调整模块120包括光移相器发射阵列121和/或光移 相器接收阵列122。 光移相器发射阵列121位于光发射模块110至探测目标的光路上， 光移相 器发射阵列121用于对发射光进行相位调整， 并将调整后的发射光发射至探测目标； 光移相 器接收阵列122位于探测目标至光接收模块130的光路上； 光移相器接收阵列122用于对接 收的从探测目标反射的信号光的相位进行调整， 并将调整后的信号光发射至光接收模块 130。 0066 可选地， 光移相器发射阵列121位于分光模块112和探测目标之间的光路上， 光移 相器发射阵列121用于对接收的分光模块112分光产生的发射光进行相。

33、位调整， 并将相位调 整后的发射光发射至探测目标。 0067 而光移相器接收阵列122位于探测目标和合束干涉模块131之间， 光移相器接收阵 说明书 5/9 页 8 CN 111123276 A 8 列122用于对接收的发射光经探测目标反射生成的信号光的相位进行调整， 并将相位调整 后的信号光发射至合束干涉模块131。 合束干涉模块131对接收的相位调整后的信号光、 以 及上述的第二参考光进行干涉作用， 并将干涉后生成的信号光发射至接收阵列132， 可选 地， 接收阵列132可以为光电转换元件， 光电转换元件接收经合束干涉模块131干涉作用生 成的信号光， 产生干涉后的信号光所对应的电信号。 。

34、该电信号可以用于计算探测目标的相 关信息。 0068 图3为本申请实施例提供的一种光束相位调整原理示意图， 如图3所示， 图4为本申 请实施例提供的另一种光束相位调整原理示意图， 可选地， 如图3所示， 以位于光发射模块 110和探测目标之间的光路上的光移相器发射阵列121为例， 激光从一个光源模块111发出 后， 通过光分布网络到达光移相器发射阵列121。 在光移相器发射阵列121中， 通过热、 电等 手段改变移相器中光波导上传播的发射光的相位， 使得通过光移相器发射阵列121发射出 去的发射光具有特定的相位。 从而使整个光束的波前按照一定的规律发射， 从而在不需要 机械结构的基础上改变光束。

35、的发射方向、 聚焦程度等。 0069 可选地， 如图4所示， 位于探测目标和光接收模块130之间光路上的光移相器接收 阵列122同样可以采用相同的架构。 使用一组接收天线接收来自经探测目标反射后生成的 信号光， 并将信号光耦合入光移相器接收阵列122。 通过光移相器接收阵列122计算出当前 接受方向所对应的波前相位并对于对应的移相器做出调整， 并将相位调整后的信号光发射 至合束干涉模块131， 使得从指定方向传播来的入射的信号光在移相器中改变一定的相位 从而干涉相涨， 其他方向入射的信号光干涉相消。 最后通过与光发射端的光分布网络相反 的收集网络合为一束， 最终进入接收阵列132(光电转换元件。

36、)对其进行信号分析处理， 生成 信号光对应的电信号。 0070 可选地， 光移相器发射阵列121为反射型或者透射型； 光移相器接收阵列122为反 射型或者透射型。 0071 在一些实施例中， 本申请中采用的光移相器发射阵列121和光移相器接收阵列122 均可以采用反射型或者是透射型， 反射型和透射型的光移相器阵列的结构存在不同， 反射 型是根据光的反射原理进行光束相位调整， 透射型则是根据光的透射原理进行光束相位调 整。 0072 可选地， 如图2所示， 光接收模块130还包括数据处理模块133， 数据处理模块133用 于依据接收阵列132产生的电信号计算得到探测目标的相关信息。 0073 可。

37、选地， 上述接收阵列132对接收的经合束干涉模块131进行干涉后的信号光进行 光电转换， 可以生成该信号光对应的电信号， 接收阵列132进一步地将生成的电信号发送至 数据处理模块133。 数据处理模块133可以通过信号分析处理， 获取电信号中包含的中频信 号的频率， 从而根据该中频信号的频率， 计算得到探测目标的相关信息。 0074 可选地， 如图2所示， 光发射模块110还包括准直整形模块113； 准直整形模块113位 于光源模块111至分光模块112的光路上； 准直整形模块113接收光源模块111发射的光源， 并对光源进行准直处理， 将处理后的光源发射至分光模块112。 0075 可选地，。

38、 为了提高光源模块111发出的激光的准确性， 可以在光源模块111与分光 模块112之间的光路上增加准直整形模块113， 以对光源模块111发出的激光进行调整。 0076 可选地， 准直整形模块113可以由多组准直透镜构成， 激光从光源模块111发出， 通 说明书 6/9 页 9 CN 111123276 A 9 过准直整形模块113进行准直整形后， 准直整形模块113将整形后的发射光发射至分光模块 112， 分光模块112对接收的发射光进行分光处理， 将发射光分为两束， 一束为信号光， 用来 探测目标， 另一束为本振光， 用来和经探测目标反射返回的信号光进行干涉。 其中， 信号光 耦合进入光。

39、移相器发射阵列121之后发射出去， 经过被探测目标的反射， 通过光移相器接收 阵列122后进入合束干涉模块131， 信号光与本振光产生干涉， 并且通过接收阵列132进行光 电转换后， 产生电信号， 通过数据处理模块133检测电信号的频率得到电信号对应的中频信 号的频率， 从而可以计算出探测目标的相关信息， 例如： 计算出相干探测装置与探测目标的 距离。 0077 综上所述， 本申请实施例的相干探测装置， 包括光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接收模块。 其中， 光发射模块， 用于输出发射光， 发射光用于经探测目标反射后产生 信号光； 光束相位调整模块， 位于光发射模块至光接收模块的光路上。

40、， 用于对发射光和/或 信号光的相位进行调整； 光接收模块， 用于接收经相位调整后的信号光， 并根据信号光计算 探测目标的相关信息。 通过在光发射模块和光接收模块的光路上设置光束相位调整模块， 通过光束相位调整模块改变光发射模块发出的发射光的相位， 或者通过光束相位调整模块 改变发射光经由探测目标反射后产生的信号光的相位。 可以做到在不使用任何机械运动结 构的前提下改变光束的传播方向。 相比于传统的光束相位调整方法， 可以省去传统机械扫 描结构所需要的相应的机械结构， 从而使得相干探测装置的结构更加紧凑， 另外， 可以有效 提高光束相位调整的灵活性， 从而进一步地提高相干探测的精确性。 007。

41、8 下面， 对采用上述实施例提供的相干探测装置所执行的相干探测方法进行说明。 上述相干探测装置用于执行下述实施例提供的相干探测方法， 其实现原理和技术效果类 似， 在此不再赘述。 0079 图5为本申请实施例提供的一种相干探测方法流程示意图。 该相干探测方法， 应用 于上述的相干探测装置中； 相干探测装置包括： 光发射模块、 光束相位调整模块、 以及光接 收模块， 该方法可以包括： 0080 S101、 光发射模块输出发射光至光束相位调整模块， 发射光用于经探测目标反射 后产生信号光。 0081 S102、 光束相位调整模块接收发射光和/或信号光， 并对发射光和/或信号光的相 位进行调整。 0。

42、082 S103、 光接收模块经相位调整后的信号光， 并根据信号光计算探测目标的相关信 息。 0083 可选地， 光发射模块包括： 光源模块、 分光模块； 0084 分光模块基于接收的光源模块发射的光源， 对光源进行分光处理， 得到第一参考 光和发射光； 第一参考光用于经本地光路或经探测目标反射后作为第二参考光入射至光接 收模块， 并与入射至光接收模块的、 经相位调整后的信号光发生干涉。 0085 可选地， 光接收模块包括合束干涉模块和接收阵列； 0086 合束干涉模块对接收的第二参考光和经相位调整后的信号光进行干涉， 得到相干 光信号， 并将相干光信号发射至接收阵列； 0087 接收阵列接收。

43、相干光信号并产生相应的电信号， 电信号用于计算探测目标的相关 信息。 说明书 7/9 页 10 CN 111123276 A 10 0088 可选地， 光束相位调整模块包括光移相器发射阵列和/或光移相器接收阵列； 光移 相器发射阵列位于光发射模块至探测目标的光路上； 光移相器接收阵列位于探测目标至光 接收模块的光路上； 0089 光移相器发射阵列接收分光模块发送的发射光， 对发射光进行相位调整， 并将调 整后的发射光发射至探测目标； 0090 光移相器接收阵列接收从探测目标反射的信号光， 并对信号光的相位进行调整， 将调整后的信号光发射至光接收模块。 0091 可选地， 光移相器发射阵列为反射。

44、型或者透射型； 0092 光移相器接收阵列为反射型或者透射型。 0093 可选地， 光接收模块还包括数据处理模块； 0094 数据处理模块基于接收的接收阵列产生的电信号， 计算得到探测目标的相关信 息。 0095 可选地， 光发射模块还包括准直整形模块； 准直整形模块位于光源模块至分光模 块的光路上； 0096 准直整形模块接收光源模块发射的光源， 并对光源进行准直处理， 将处理后的光 源发射至分光模块。 0097 可选地， 本实施例中， 计算的探测目标的相关信息可以为： 计算相干探测装置与探 测目标之间的距离。 可以根据激光调频产生的频率外差来进行测距。 0098 其中， 激光光源(光源模块。

45、111)采用调频激光器， 包括不仅限于温度调频激光器、 电压调频激光器、 外腔调频激光器等。 通过调频激光器发射的激光频率随时间产生周期性 的变化， 其规律服从(t)。 当本振光和信号光通过不同的光程时， 其所对应的时间也 随之产生变化。 假设本振光通过的光程为D1， 信号光产生的光程为D2， 则所对应的传播时间 分别为tLD1/c， tSD2/c。 被测物体的距离约为： LD2/2， c为光速。 0099 当通过不同距离之后， 本振光和信号光的频率为： 0100 L(-tL)(-D1/c) 0101 S(-tS)(-D2/c) 0102 二者的波方程分别为： 0103 ELALcos(L t。

46、+L) 0104 ESAScos(S t+S) 0105 二者相干之后， 其干涉光强度为： 0106 IIF(EL+ES)2 0107 将其分解之后， 可以得到： 0108 0109 对于通用的光电转换器件(接收阵列132)来说， 对于光频附近的周期性震荡， 如 S、 L、 S+L均无法响应， 仅能测量其时间平均值。 而对于两束光信号频率之差S-L， 说明书 8/9 页 11 CN 111123276 A 11 通过调制之后可以使其在光电传感器的响应频率范围内， 也即称之为中频信号。 通过检测 该中频信号， 可以测量出探测目标距离相干探测装置之间的距离。 0110 在本发明所提供的几个实施例中。

47、， 应该理解到， 所揭露的装置和方法， 可以通过其 它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅 仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结 合或者可以集成到另一个系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的 相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合或通 信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 0111 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的， 作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可。

48、以分布到多个 网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。 0112 另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以 是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。 上述集成的单 元既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。 0113 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元， 可以存储在一个计算机可读取存 储介质中。 上述软件功能单元存储在一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机 设备(可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等)或处理器(英文： processor)执行本发 明各个实施例所述方法的部分步骤。 而前述的存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器 (英文： Read-Only Memory， 简称： ROM)、 随机存取存储器(英文： Random Access Memory， 简 称： RAM)、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 说明书 9/9 页 12 CN 111123276 A 12 图1 图2 说明书附图 1/3 页 13 CN 111123276 A 13 图3 图4 说明书附图 2/3 页 14 CN 111123276 A 14 图5 说明书附图 3/3 页 15 CN 111123276 A 15 。