图一 激光雷达结构图
“ 一种全固态激光雷达的形式如上图所示，通过改变半导体激光器的波长即可实现大范围的空间扫描。下面将详细介绍该系统的内部结构、原理以及实验测试。”
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原理结构介绍
整体的结构图如图一所示。包括半导体可调谐激光器、准直用透镜、闪耀光栅、聚焦透镜、发射透镜以及反射镜。半导体激光器发射的激光束首先准直后入射到闪耀光栅上，不同的波长经过闪耀光栅后会衍射到不同的方向，衍射角度范围为△γ。闪耀光栅的衍射原理如图二所示，由以下公式可以求出波长范围对应的衍射角度范围△γ。例：m=1;波长为1550nm；a=1.667μm。闪耀角β=28.68°，可得出1531-1566nm的波长范围对应的衍射角度范围△γ=1.7°。
图二 闪耀光栅的衍射原理图
该扫描范围对于激光雷达来说是远远不够的，所以在衍射光栅之后增加聚焦透镜以及发射透镜，可以将此扫描范围放大。根据下图的公式可以看出，最后出射的扫描角度范围△θ与聚焦透镜的焦距、发射透镜的焦距以及衍射角度范围△γ有关。
图三 扫描角度放大原理图
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实测装置图
下图的实验装置（5cm×4.5cm×1.8cm），只是进行了原理验证，并不是其能达到的最好的性能参数，此全固态激光雷达装置可以使用TOF形式，也可以是FMCW的测量方式。
使用半导体可调谐激光器，调谐波长从1531.2nm—1566.6nm，实测扫描范围为51°，发散角度为1.4°，发散角度以及扫描范围均可以通过优化光学系统来实现更优的性能参数，目前已知可通过优化实现二维扫描，大于100°的扫描范围，0.6°的发散角参数。扫描速度与波长调谐速度一致，为μs量级。线数可以通过调谐半导体激光器的波长数来匹配。
该全固态激光雷达装置有希望实现未来的大规模量产。
图四 全固态激光雷达发射装置
