LIDAR系统中的转向镜

这是我们的第三艘关于转向镜的四个系列博客。我们以前谈过了激光标记中的转向镜和转向镜子在OCT系统。本周，我们将谈谈LIDAR系统中的转向镜要求。在过去，我们已经谈过了透镜设计在激光雷达系统，以及如何使激光系统更便宜。

光检测和测距（LIDAR）是用于在自动驾驶车辆的汽车行业中广泛使用的数十种机器人应用的必要性技术。LIDAR用于测量与物体的距离。这是通过从对象反射的源发送激光脉冲来完成的。检测到反射光，并且计算飞行时间（TOF），基于光子返回时间计算从物体的距离估计。

激光束转向是LIDAR系统中的必要组件。机械扫描系统已经使用万向节安装，快速转向镜，Risley Prisms，旋转多边形镜和光栅已经设计用于宽波长范围。通常，我们希望有少数或没有移动部件和小惯性的转向机构，用于快速和紧凑的光束转向装置，因此可以降低尺寸，重量，成本和功耗。这些要求对自动驾驶车辆尤为重要。虽然可以设计非机械扫描系统，例如空间光调制器，光相控阵和液晶电光扫描仪，但这些尚不是很常见。

在自治车辆的LIDAR应用中，需要大的转向角（约40度）以及大的光束尺寸来覆盖大角度扫描并最小化由于衍射引起的光束发散。图1显示了LIDAR光学系统扫描镜头以及F-Theta镜头。

近年来，用于创建激光雷达转向镜的流行解决方案正在使用MEMS技术。虽然MEMS微镜通常只需倾斜约10度，但是可以通过将MEMS与附加光学组件组合来增加系统FOV。即使是一个简单的望远镜型结构也能够将FOOV角度提高5倍。根据您的应用，后者可能需要NE，因为它会影响光束分布。

通常，如果您在大距离（如在自动驾驶车辆的情况下）检测到快速移动物体，则需要校正光束分布。如果您有兴趣映射相对静态区域，则可能不是那么重要。

图2中示出了Lidars中使用的MEMS镜的扫描电子显微镜。