專利名稱：提供啁啾電磁輻射的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁輻射源，尤其涉及提供啁啾電磁輻射的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
利用 一 個(gè)或多個(gè)激光雷達(dá)來測量直線距離的各種測量設(shè)備是公 知的。這樣的測量設(shè)備可以生成與目標(biāo)和測量設(shè)備的距離或范圍和/ 或目標(biāo)相對(duì)于測量設(shè)備的速度或距離變化率有關(guān)的信息。這種距離和 距離變化率信息可用在各種設(shè)置中。就本申請(qǐng)而言，術(shù)語"距離變化 率，，指的是目標(biāo)與測量設(shè)備之間的距離的變化率。
典型的測量設(shè)備可以包括，例如，調(diào)頻激光雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可 以包括發(fā)出電磁輻射束的激光源。該電磁輻射束可以以連續(xù)變化或啁 啾的頻率發(fā)出。在一些情況下，啁湫頻率可以包括周期性地(例如， 鋸齒波形、三角波形等)掃過低頻和高頻(或反之)之間的頻率。該 電》茲輻射束可凈皮分為目標(biāo)束和參考束。
在傳統(tǒng)實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括目標(biāo)干涉儀和參考干涉儀。目 標(biāo)干涉儀可以接收目標(biāo)束，并且可以生成與引向目標(biāo)并從目標(biāo)反射的 一部分目標(biāo)束和引導(dǎo)經(jīng)過具有已知或固定路徑長度的路徑的另 一部 分目標(biāo)束之間的頻率差相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)信號(hào)?？捎赡繕?biāo)干涉儀根據(jù)源自 兩個(gè)部分目標(biāo)束的干涉信號(hào)來確定該頻率差。參考干涉儀可以接收參 考束，并且可以生成與可引導(dǎo)經(jīng)過具有已知路徑長度差的兩條單獨(dú)的 固定路徑的兩個(gè)部分參考束之間的頻率差相對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)?？捎蓞?考干涉儀根據(jù)源自兩個(gè)部分參考束的干涉信號(hào)來確定該頻率差。
一般說來，該系統(tǒng)可以包括處理器。該處理器可以接收目標(biāo)信號(hào) 和參考信號(hào)，并且可以處理這些信號(hào)，以確定目標(biāo)干涉儀與目標(biāo)之間的距離。根據(jù)目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)確定的距離信息可以用于確定目標(biāo) 相對(duì)于目標(biāo)干涉儀的距離變化率。
傳統(tǒng)系統(tǒng)可以像描述在例如特此全文引用以供參考的發(fā)明名稱
為"3-DIME麗ONAL VISION SYSTEM UTILIZING COHERENT OPTICAL DETECTION"的美國專利第5,114,226號(hào)中那樣構(gòu)建。
傳統(tǒng)系統(tǒng)通常在操作的許多方面都受到限制。例如，這些傳統(tǒng)系 統(tǒng)不能根據(jù)目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)來瞬時(shí)地提供距離和/或距離變化率 信息，或明確地確定距離和速度。這些傳統(tǒng)系統(tǒng)在其它方式上也受到 限制。這些限制可能由于像例如目標(biāo)加速地逼近或遠(yuǎn)離目標(biāo)干涉儀、 利用致動(dòng)光學(xué)元件(例如，反射鏡或透鏡)來高速掃描目標(biāo)的各種操 作條件或其它操作條件而加重。
在一些配置中，可以組合兩個(gè)激光源產(chǎn)生的輻射束，以提供然后 可被分成參考束和目標(biāo)束的電磁輻射束。在這些配置中，可以反向啁 啾兩個(gè)激光源的頻率，換句話說，可以啁啾兩個(gè)頻率，使得在激光源 之一的頻率正向高頻上升的同時(shí)，另一個(gè)正向低頻下降，或反過來。 利用這樣配置的系統(tǒng)可能具有與單個(gè)激光源系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一些或所 有缺點(diǎn)，以及兩個(gè)激光源系統(tǒng)特有的其它缺點(diǎn)。另外，傳統(tǒng)系統(tǒng)可能 無法對(duì)發(fā)出的電磁輻射的頻率施加足夠的控制，以適當(dāng)?shù)夭倏v輻射的 啁啾率，可能不能充分線性地啁啾發(fā)出的電磁輻射的頻率，或包括其 它缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種可控制地啁秋來自輻射源的電磁輻 射的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法可以包括使電磁輻射能夠通過幾乎線 性的啁啾率和可配置的周期產(chǎn)生的光學(xué)諧振腔布置。通過有選擇地將 電磁輻射注入光學(xué)諧振腔中，可以產(chǎn)生具有以幾乎線性的啁啾率頻移 的單諧振模的電磁輻射。產(chǎn)生具有單諧振模的電磁輻射可以增加電磁 輻射的相干長度，這在各種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)電磁輻射時(shí)可能是有利的。例 如，由光學(xué)諧振腔布置產(chǎn)生的電磁輻射可以擴(kuò)大激光雷達(dá)系統(tǒng)的距離、速度、精度和/或其它方面。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括輻射源、形成光學(xué)諧振 腔的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件、頻移器、光學(xué)開關(guān)、和光學(xué)放大器。該系 統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)成將啁啾電磁輻射提供給相干激光雷達(dá)設(shè)備、鐠分析設(shè) 備、干涉儀、遙感設(shè)備、或其它設(shè)備。
在一些實(shí)施例中，可以將頻移器放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)，以便從光 學(xué)諧振腔接收電磁輻射，并將接收的電磁輻射的頻移部分輸出回到光 學(xué)諧振腔。可以將光學(xué)開關(guān)放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)，以便從光學(xué)諧振腔 接收電磁輻射。光學(xué)開關(guān)可控制成將接收的電磁輻射從光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn) 出，或?qū)⒔邮盏碾姶泡椛浞祷氐焦鈱W(xué)諧振腔。在一些情況下，光學(xué)開 關(guān)可控制成在將接收的電磁輻射從光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)出的同時(shí)，將來自輻 射源的輻射耦合到光學(xué)諧振腔，來自輻射源的輻射在光學(xué)開關(guān)處以初 始頻率接收。在將來自輻射源的輻射耦合到光學(xué)諧振腔的同時(shí)從光學(xué) 諧振腔轉(zhuǎn)出接收的電磁輻射可以將光學(xué)諧振腔內(nèi)的電磁輻射的頻率 重置成初始頻率。
在一些實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔的品質(zhì)因數(shù)可能因光學(xué)諧振腔內(nèi)的 各種損耗而變差。例如，從光學(xué)諧振腔輸出到設(shè)備的輻射可能構(gòu)成損 耗。還可能存在其它損耗，譬如，光學(xué)元件的瑕疵引起的損耗，或其 它寄生損耗。為了抵抗品質(zhì)因數(shù)變差，可以選擇系統(tǒng)組件和/或可以設(shè) 計(jì)系統(tǒng)配置以減d、諧振腔損耗。諧振腔損耗還可能減小存儲(chǔ)在光學(xué)諧 振腔內(nèi)的能量和/或從光學(xué)諧振腔輸出的功率。為了抵抗諧振腔損耗， 可以將光學(xué)放大器放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)。可以將光學(xué)放大器選擇成向 光學(xué)諧振腔內(nèi)的輻射提供足以克服總諧振腔損耗的增益，使得可以保 持從光學(xué)諧振腔輸出的輻射的強(qiáng)度，形成光學(xué)振蕩器或激光器。也可 以根據(jù)像例如單色線寬、增益帶寬、或其它規(guī)范的一個(gè)或多個(gè)其它規(guī) 范來選擇光學(xué)放大器。
本發(fā)明的各種實(shí)施例的 一個(gè)方面涉及一種激光雷達(dá)系統(tǒng)，用于明 確地檢測目標(biāo)的距離和目標(biāo)相對(duì)于激光雷達(dá)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的距離變化率。 本發(fā)明的各種實(shí)施例的另 一個(gè)方面涉及一種激光雷達(dá)系統(tǒng)，使用多個(gè)激光雷達(dá)部分來獲取多個(gè)同時(shí)測量結(jié)果(或幾乎同時(shí))，從而可以確 定距離和距離變化率兩者，而不受應(yīng)用單個(gè)激光部分進(jìn)行順序測量的 系統(tǒng)所帶來的各種短暫影響。另外，本發(fā)明的各種實(shí)施例的其它方面 可以使得目標(biāo)的距離和距離變化率的確定更快，使得目標(biāo)的距離和距 離變化率的確定更精確，和/或可以提供其它好處。
在本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，所述激光雷達(dá)系統(tǒng)可以向目標(biāo)發(fā)出第 一目標(biāo)束和第二目標(biāo)束。第一 目標(biāo)束和第二目標(biāo)束可被目標(biāo)反射回到
所述激光雷達(dá)系統(tǒng)。所述激光雷達(dá)系統(tǒng)可以接收反射的第一目標(biāo)束和 第二目標(biāo)束，并且可以確定目標(biāo)與所述激光雷達(dá)系統(tǒng)的距離和目標(biāo)的
距離變化率的至少一個(gè)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述激光雷達(dá)系
統(tǒng)可以包括第一激光雷達(dá)部分、第二激光雷達(dá)部分、和處理器。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一激光雷達(dá)部分可以生成第一目標(biāo) 束和第一參考束。第一目標(biāo)束和第一參考束可以由第一激光源以可以
以第一啁啾率調(diào)制的第一頻率生成。第一 目標(biāo)束可被引向目標(biāo)上的測 量點(diǎn)。第一激光雷達(dá)部分可以組合可被引向目標(biāo)并從目標(biāo)反射的第一
目標(biāo)束的一部分和被引導(dǎo)經(jīng)過具有已知或固定路徑長度的路徑的被 稱為本機(jī)振蕩器束的第一目標(biāo)束的另一部分。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，第二激光雷達(dá)部分可以相對(duì)于第一激 光雷達(dá)部分并置和固定。更具體地說，并置和固定用于發(fā)送和接收各
自激光束的相關(guān)光學(xué)部件。第二激光雷達(dá)部分可以生成第二目標(biāo)束和 第二參考束。第二目標(biāo)束和第二參考束可以由第二激光源以可以以第
二啁啾率調(diào)制的第二頻率生成。第二啁啾率可以不同于第一啁啾率。 這可能有助于諸如信號(hào)鑒別的下游處理的一個(gè)或多個(gè)方面或下游處 理的其它方面。第二目標(biāo)束可被引向與第 一 目標(biāo)束相同的目標(biāo)上的測 量點(diǎn)。第二激光雷達(dá)部分可以組合被引向目標(biāo)并從目標(biāo)反射的第二目 標(biāo)束的一部分和被引導(dǎo)經(jīng)過具有已知或固定路徑長度的路徑的第二 目標(biāo)束的另一部分。這導(dǎo)致組合的第二目標(biāo)束。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，處理器接收第一和第二組合目標(biāo)束， 并且測量由各自反射目標(biāo)束的每一個(gè)與它的相應(yīng)本機(jī)振蕩器束之間的路徑長度差，以及由目標(biāo)相對(duì)于激光雷達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的任何 多普勒頻移引起的拍頻。然后，只要各自本機(jī)振蕩器束的每一個(gè)與它 的反射目標(biāo)束之間的拍頻對(duì)應(yīng)于反射目標(biāo)束的同時(shí)(或幾乎同時(shí))時(shí) 間分量，就可以線性組合拍頻以生成目標(biāo)的距離和距離變化率的明確
確定結(jié)果。反射目標(biāo)束的同時(shí)(或幾乎同時(shí))時(shí)間分量可以包括1) 入射在目標(biāo)的幾乎相同部分上；2)受相似傳輸效應(yīng)影響；3)由掃描 光學(xué)元件在幾乎相同條件下引導(dǎo)；和/或4)共有其它相似性的目標(biāo)束 的時(shí)間分量。將對(duì)應(yīng)于反射目標(biāo)束的同時(shí)(或幾乎同時(shí))時(shí)間分量的 拍頻用于線性組合可以有效地消除由環(huán)境或其它效應(yīng)引入數(shù)據(jù)的任 何噪聲(參見，例如方程(1))。
由于可以通過將第 一本機(jī)振蕩器束和第二本機(jī)振蕩器束分別與 不同目標(biāo)束或相同目標(biāo)束的不同部分組合來生成組合目標(biāo)束，第一組 合目標(biāo)束和第二組合目標(biāo)束可以代表正好在最終處理之前存在于兩 個(gè)單獨(dú)但一致的單源調(diào)頻激光雷達(dá)系統(tǒng)中的光學(xué)信號(hào)。例如，組合目 標(biāo)束可以代表由單源系統(tǒng)中的目標(biāo)干涉儀產(chǎn)生的光學(xué)信號(hào)。
根據(jù)各種實(shí)施例，目標(biāo)束可被引向單獨(dú)光路上的目標(biāo)和/或從單
獨(dú)光路上的目標(biāo)接收。在一些實(shí)施例中，這些光路可以相似但有差別。 在其它實(shí)施例中，可以在發(fā)送之前耦合第一目標(biāo)束和第二目標(biāo)束，以 生成沿著公共光路引向目標(biāo)的組合目標(biāo)束。在一些實(shí)施例中，目標(biāo)束 可被目標(biāo)反射，并可以沿著與將目標(biāo)束引向目標(biāo)的公共光路分開的接 收光路被激光雷達(dá)系統(tǒng)接收。這樣的實(shí)施例可被標(biāo)記為"收發(fā)分置 的"?；蛘?，組合目標(biāo)束可以沿著公共光路被激光雷達(dá)系統(tǒng)接收。這 些后面的實(shí)施例可被標(biāo)記為"收發(fā)合置的"。當(dāng)利用可逆光學(xué)器件操作 時(shí)，收發(fā)合置實(shí)施例可以提供超過它們的收發(fā)分置對(duì)應(yīng)物的好處。更 具體地說，本發(fā)明的收發(fā)合置實(shí)施例較少受到差分多普勒效應(yīng)和由斑 紋引起的失真等的影響。差分多普勒效應(yīng)是由例如將目標(biāo)束引向目標(biāo) 上的不同位置的掃描鏡引起的。由于反射鏡的不同部分以不同速度運(yùn) 動(dòng)，目標(biāo)束的不同部分經(jīng)歷不同的多普勒頻移，這可以將誤差引入距 離和/或距離變化率的測量結(jié)果中。Anthony Slotwinski等人已經(jīng)對(duì)這些效應(yīng)作了調(diào)查和分析，例如，參見NASA Langley Contract No.NASI畫18890(May 1991)Phase II Final Report, Appendix K， submitted by Digital Signal Corporation, 8003 Fobbes Place, Springfield, VA.22151,特此全文引用以供參考。
在一些情況下，第 一激光源和第二激光源可以分別以第 一載波頻 率和第二載波頻率生成電磁輻射。第一載波頻率可以與第二載波頻率
幾乎相同。這可以向激光雷達(dá)系統(tǒng)提供像例如使由斑紋引起的失真最 小或其它改進(jìn)的各種改進(jìn)。
在一些實(shí)施例中，第一激光源和第二激光源可以依靠或應(yīng)用高度 線性化部件來生成它們各自的激光束。為此，可以頻繁地(例如，每 次啁啾)或在一些實(shí)施例中連續(xù)地(或幾乎連續(xù)地)線性化第一激光 源和第二激光源。這種線性化可以提供超過傳統(tǒng)系統(tǒng)的改進(jìn)距離測量 精度或其它改進(jìn)，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，可以在啟動(dòng)時(shí)、當(dāng)操作者注意到系 統(tǒng)性能下降時(shí)、當(dāng)根據(jù)性能可能變差來提示操作者開始線性化時(shí)、或 當(dāng)一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)超出容限時(shí)等，發(fā)生線性化。頻繁和/或自動(dòng)線 性化可以降低高速掃描期間的反射鏡差分多普勒噪聲效應(yīng)，并且可以 使用于消除對(duì)距離估計(jì)值的這些和其它噪聲貢獻(xiàn)的雙啁啾技術(shù)的效 果最大化。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，當(dāng)目標(biāo)與激光雷達(dá)系統(tǒng)的距離在最小 距離和最大距離之間的一組距離內(nèi)時(shí)，激光雷達(dá)系統(tǒng)可以以提高的精 度來確定目標(biāo)的距離和距離變化率。當(dāng)目標(biāo)的距離未在該組距離內(nèi) 時(shí)，激光雷達(dá)系統(tǒng)的精度可能變差。這種變差可能是由本質(zhì)上有限的 第一激光源和第二激光源的相干長度引起的。例如，最小距離與最大 距離之間的距離可能是相千長度的函數(shù)。第一激光源和第二激光源的 相千長度越長，最小距離與最大距離之間的距離就越大。因此，增加 第一激光源和第二激光源的相干長度可以通過提供在改進(jìn)的一組距 離上作出確定的能力，來改進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)的距離和距離變化率確 定。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第 一激光源和第二激光源之一或兩者可以實(shí)現(xiàn)如本文所述的可控制地啁啾來自輻射源的電磁輻射的系統(tǒng) 和方法。該系統(tǒng)和方法可以使電磁輻射能夠以幾乎線性的啁啾率和可 配置的周期產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，該輻射可以包括單個(gè)頻移諧振模。 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以將啁啾率之一設(shè)置成等于零。換 句話說，激光源之一可以以恒定頻率發(fā)出輻射。這可以使以恒定頻率 發(fā)出輻射的激光源能夠以更簡單的設(shè)計(jì)、小的覆蓋區(qū)、更輕的重量、 更低的成本、或可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供好處的其它改進(jìn)實(shí)現(xiàn)。在這些實(shí) 施例中，啁啾率設(shè)置成零的激光雷達(dá)部分可以用于只確定目標(biāo)的距離 變化率。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，處理器可以數(shù)字地線性組合第一組合 目標(biāo)束和第二組合目標(biāo)束，以生成距離信號(hào)和距離變化率信號(hào)。例如， 處理器可以包括第 一檢測器和第二檢測器。第 一檢測器可以接收第一 組合目標(biāo)束并可以生成與第 一組合目標(biāo)束相對(duì)應(yīng)的第一^t擬信號(hào)，第 一模擬信號(hào)可以由第一轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號(hào)。處理器可以包括 可以確定與第一數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)頻率分量相對(duì)應(yīng)的第一組頻 率數(shù)據(jù)的第一頻率數(shù)據(jù)^t塊。
第二檢測器可以接收第二組合目標(biāo)束并可以生成與第二組合目 標(biāo)束相對(duì)應(yīng)的第二模擬信號(hào)，第二模擬信號(hào)可以由第二轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成 第二數(shù)字信號(hào)。處理器可以包括可以確定與第二數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或多 個(gè)頻率分量相對(duì)應(yīng)的第二組頻率數(shù)據(jù)的第二頻率數(shù)據(jù)模塊。
第一組頻率數(shù)據(jù)和第二組頻率數(shù)據(jù)可以由頻率數(shù)據(jù)組合模塊接 收。頻率數(shù)據(jù)組合模塊可以生成源自第一組頻率數(shù)據(jù)和第二組頻率數(shù) 據(jù)的距離變化率信號(hào)和距離信號(hào)。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，處理器可以電子地混合第一組合目標(biāo) 束和第二組合目標(biāo)束，以生成距離信號(hào)和距離變化率信號(hào)。例如，處 理器可以包括調(diào)制器。調(diào)制器可以將第一檢測器生成的第一模擬信號(hào) 乘以第二檢測器生成的第二模擬信號(hào)以形成組合模擬信號(hào)。在這樣的 實(shí)施例中，處理器可以包括接收組合模擬信號(hào)的第一濾波器和第二濾 波器。第一濾波器可以濾波組合模擬信號(hào)以生成第一濾波信號(hào)。第一濾波信號(hào)可以經(jīng)第一轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，以生成距離變化率信號(hào)。第二濾波 器可以濾波組合模擬信號(hào)以生成第二濾波信號(hào)。第二濾波信號(hào)可以經(jīng) 第二轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換以生成距離信號(hào)。
按照本發(fā)明的其它實(shí)施例，處理器可以光學(xué)地混合第 一組合目標(biāo) 束和第二組合目標(biāo)束，以生成距離信號(hào)和距離變化率信號(hào)。例如，處 理器可以包括檢測器，該檢測器接收第一組合目標(biāo)束和第二組合目標(biāo) 束，并且根據(jù)第一組合目標(biāo)束和第二組合目標(biāo)束的檢測來生成組合模 擬信號(hào)。在這樣的實(shí)施例中，處理器可以包括接收組合模擬信號(hào)的第 一濾波器和第二濾波器。第 一濾波器可以濾波組合模擬信號(hào)以生成第 一濾波信號(hào)。第一濾波信號(hào)可以經(jīng)第一轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，以生成距離變化 率信號(hào)。第二濾波器可以濾波組合模擬信號(hào)以生成第二濾波信號(hào)。第
二濾波信號(hào)可以經(jīng)第二轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，以生成距離信號(hào)。
通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的這 些和其它目的、特征、益處和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。此外，還應(yīng)該明 白，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述是示范性的，而不是限制本發(fā) 明的范圍。


圖l例示了用于提供電磁輻射的傳統(tǒng)系統(tǒng)； 圖2例示了按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于提供電磁輻 射的系統(tǒng)；
圖3例示了在按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于提供電磁 輻射的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的光學(xué)開關(guān)；
圖4例示了傳統(tǒng)激光雷達(dá)系統(tǒng)；
圖5例示了按照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的激光雷達(dá)系統(tǒng)； 圖6例示了按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的數(shù)字地混合兩個(gè)
組合目標(biāo)束的處理器；
圖7例示了按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的電子地混合兩個(gè)
組合目標(biāo)束的處理器；以及圖8例示了按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的光學(xué)地混合兩個(gè) 組合目標(biāo)束的處理器。
具體實(shí)施例方式
圖1例示了在以幾乎線性的啁啾率啁嗽的頻率產(chǎn)生電磁輻射的 傳統(tǒng)系統(tǒng)110。系統(tǒng)110可以包括輻射源112、 一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件 114 (例示成光學(xué)元件114a-114d)、和頻移器116。系統(tǒng)110可以實(shí) 現(xiàn)成將啁啾電磁輻射提供給相干激光雷達(dá)設(shè)備、譜分析設(shè)備、干涉儀、 遙感設(shè)備、或其它設(shè)備。
在各種傳統(tǒng)實(shí)施例中，輻射源112可以向系統(tǒng)110提供相干電磁 輻射束118。光學(xué)元件114可以形成像，例如，環(huán)形諧振腔那樣的光 學(xué)諧振腔120?？梢詫⑤椛涫?18耦合到光學(xué)諧振腔120，以便將形 成輻射束118的電磁輻射引入光學(xué)諧振腔120中?？梢詫㈩l移器116 放置在光學(xué)諧振腔120中以接收電磁輻射，它可以包括衍射電磁輻射 的一個(gè)衍射元件(或多個(gè)元件)。被頻移器116零階衍射的電磁輻射 可以沒有頻移地穿過頻移器116，并且可以形成可以為用在上面列出 的設(shè)備之一中而提供的電磁輻射的輸出束122。除了零階之外的其它 階(例如， 一階)的衍射電磁輻射可被頻移預(yù)定(在一些情況下是可 調(diào)的)量，以形成電磁輻射的頻移束124。然后，可以在光學(xué)諧振腔 120內(nèi)組合輻射束124和118，并且再次將它們引向頻移器116。這樣， 頻移器116可以在每次穿過頻移器116時(shí)遞增地移動(dòng)光學(xué)諧振腔120 內(nèi)的電磁輻射的諧振模的頻率。這些遞增移動(dòng)可以使光學(xué)諧振腔120 內(nèi)的電磁輻射的頻率(和輸出束122)以幾乎線性的啁啾率啁啾。
在傳統(tǒng)實(shí)施例中，光學(xué)諧振腔120的品質(zhì)因數(shù)(定義成存儲(chǔ)在諧 振腔中的能量與耗散在諧振腔中的能量之比)可能因光學(xué)諧振腔120 內(nèi)的各種損耗而變差。例如，輸出束122中從系統(tǒng)110輸出的輻射可 能構(gòu)成損耗。還可能存在其它損耗，譬如，光學(xué)元件114的瑕疵引起 的損耗，或其它寄生損耗。為了抵抗諧振腔損耗，可以將光學(xué)放大器 126放置在光學(xué)諧振腔120內(nèi)?？梢詫⒐鈱W(xué)放大器126選擇成向輻射束124提供足以克服總諧振腔損耗的增益，以便可以保持包含在輸出 束122內(nèi)的諧振模的強(qiáng)度。也可以根據(jù)像，例如，單色線寬、增益帶 寬、或其它規(guī)范那樣的一個(gè)或多個(gè)其它規(guī)范來選擇光學(xué)放大器126。 源112可被選擇成以在光學(xué)放大器126的增益帶寬內(nèi)的頻率發(fā)出電磁 輻射。
在傳統(tǒng)實(shí)施例中，可以通過光學(xué)諧振腔120的長度來控制可以啁 啾輸出束122的頻率的啁啾率，光學(xué)諧振腔120的長度又可以通過調(diào) 整光學(xué)元件114的配置來調(diào)整?？刂七甭实牧硪环N機(jī)制可以包括控 制通過頻移器116施加于光學(xué)諧振腔120內(nèi)的電磁輻射的頻移。在一 些實(shí)施例中，頻移器116可以包括可被驅(qū)動(dòng)成將可選頻移施加于光學(xué) 諧振腔120內(nèi)的電磁輻射的聲光布拉格(Bragg)單元。包括光學(xué)諧 振腔和包括聲光布拉格單元的頻移器、以幾乎線性的啁啾率啁啾的頻 率產(chǎn)生電磁輻射的系統(tǒng)的一些傳統(tǒng)實(shí)施例的例子可以在特此全文引 用以供參考、授予Schmadel等人的美國專利第4，697，888號(hào)中找到。
在傳統(tǒng)實(shí)施例中，可以啁啾光學(xué)諧振腔120內(nèi)的電磁輻射的模， 直到將模的頻率移動(dòng)成頻率不再落入光學(xué)放大器126的增益帶寬之 內(nèi)。 一旦模的頻率在光學(xué)放大器126的增益帶寬之外，光學(xué)放大器126 就可以不向該模提供增益，使得光學(xué)諧振腔120內(nèi)的損耗可以使該模 逐漸消失。隨著模以這種方式逐漸消失，輻射束118中引入光學(xué)諧振 腔120的電磁輻射可以形成新的模，然后可以通過頻移器116來線性 啁啾新模的頻率，直到這些模也逐漸消失。
圖2是按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的產(chǎn)生電磁輻射的系統(tǒng)210的示 范性例示。電磁輻射可以由系統(tǒng)210以單模發(fā)出，單模的頻率可以以 幾乎線性的啁啾率啁啾。系統(tǒng)210被例示成在一些方面具有與圖l的 系統(tǒng)110的相似的配置，并且相似的部件可以用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記。例 如，系統(tǒng)210可以包括輻射源112、形成光學(xué)諧振腔120的一個(gè)或多 個(gè)光學(xué)元件114 (例示成光學(xué)元件114a-114d)、頻移器116、和光學(xué) 放大器126。與系統(tǒng)110—樣，系統(tǒng)210可以實(shí)現(xiàn)成將啁啾電磁輻射 提供給相干激光雷達(dá)設(shè)備、譜分析設(shè)備、千涉儀、遙感設(shè)備、或其它設(shè)備。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，輻射源112可以向系統(tǒng)210提供相干 電磁輻射的輻射束118;形成光學(xué)諧振腔120的光學(xué)元件114、頻移 器116、和光學(xué)放大器126可以與到來的電磁輻射相互作用。可以將 輻射束118耦合到光學(xué)諧振腔120。可以將頻移器116放置在光學(xué)諧 振腔120中，以接收電磁輻射，它可以包括，例如，可以由RF(射 頻)源212驅(qū)動(dòng)成將可配置頻移施加于光學(xué)諧振腔120內(nèi)的輻射的聲 光布拉格單元。與系統(tǒng)110的情況一樣，在系統(tǒng)210中，來自頻移器 116的零階衍射電磁輻射可以沒有頻移地穿過頻移器116，并且可以 形成可以為用在上面列出的設(shè)備之一中而提供的電磁輻射的輸出束 122。除了零階之外的其它一個(gè)階(或多個(gè)階)(例如， 一階)的衍 射電磁輻射可被頻移預(yù)定(在一些tf況下是可調(diào)的)量，以形成電磁 輻射的頻移束124。然后，可以再次將輻射束124引向頻移器116。 這樣，頻移器116可以在每次穿過頻移器116時(shí)遞增地移動(dòng)存在于光 學(xué)諧振腔120內(nèi)的電磁輻射中的一個(gè)或多個(gè)諧振模的頻率。這些遞增 移動(dòng)可以使光學(xué)諧振腔120內(nèi)的電磁輻射的頻率(和輸出束122)以 幾乎線性的啁啾率啁啾。為了抵抗光學(xué)諧振腔120的品質(zhì)因數(shù)的變差， 可以將光學(xué)放大器126放置在光學(xué)諧振腔120中，以便向光學(xué)諧振腔 120內(nèi)的電磁輻射提供增益。光學(xué)放大器126可以根據(jù)上面提供的一 個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則來選擇。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，系統(tǒng)210可以包括光學(xué)開關(guān)214?？?以將光學(xué)開關(guān)214放置在光學(xué)諧振腔120中，以便接收光學(xué)諧振腔120 內(nèi)的電磁輻射(例如，輻射束124)、和來自源112的電磁輻射，并 且可選擇地控制成引導(dǎo)輻射束118和124，以便輻射束118和124之 一可以從光學(xué)諧振腔120轉(zhuǎn)出，而輻射束118和124的另一個(gè)可以耦 合到光學(xué)諧振腔120。這種配置可以使啁啾電磁輻射的單模能夠存儲(chǔ) 在光學(xué)諧振腔120內(nèi)和從光學(xué)諧振腔120發(fā)出。更具體來說，光學(xué)開 關(guān)214可以使電磁輻射能夠以源112的發(fā)出頻率從源112引入光學(xué)諧 振腔214中。例如，光學(xué)開關(guān)214可以使輻射束118能夠在可以與光學(xué)諧振腔120的光學(xué)長度相對(duì)應(yīng)的時(shí)間周期內(nèi)耦合到光學(xué)諧振腔120。 在這個(gè)相同時(shí)間周期內(nèi)，開關(guān)214可以從諧振腔中轉(zhuǎn)出能量，用來自 輻射源112的能量取代它。在適當(dāng)量的輻射耦合到光學(xué)諧振腔120之 后，光學(xué)開關(guān)214可以從光學(xué)諧振腔120中轉(zhuǎn)出輻射束118,并且可 以將光學(xué)諧振腔120內(nèi)的電磁輻射(例如，包括在輻射束124內(nèi)的電 磁輻射)耦合回到光學(xué)諧振腔120。倘若從源112到光學(xué)諧振腔120 接收輻射的時(shí)間量幾乎等于或小于光學(xué)諧振腔120的光學(xué)長度，就可 以利用光學(xué)諧振腔120來形成輻射的單諧振模。隨著包含在光學(xué)諧振 腔120內(nèi)的電磁輻射的模通過頻移器116、光學(xué)放大器126、和光學(xué) 開關(guān)214圍繞光學(xué)諧振腔120循環(huán)，頻移器116遞增地移動(dòng)模的頻率， 引起光學(xué)諧振腔120內(nèi)的模的頻率的線性啁啾。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，光學(xué)開關(guān)214可以使光學(xué)諧振腔120 內(nèi)的電磁輻射的頻率被重置。例如，通過控制光學(xué)開關(guān)214,可以有 效地湮滅現(xiàn)有的輻射模，以便將在光學(xué)諧振腔120內(nèi)循環(huán)的現(xiàn)有輻射 模或發(fā)生頻移的輻射模轉(zhuǎn)出光學(xué)諧振腔120。同時(shí)(或幾乎同時(shí))， 可以通過控制光學(xué)開關(guān)214來開始新的輻射模，以便當(dāng)現(xiàn)有的或舊的 模(輻射束124)被轉(zhuǎn)出時(shí)，將來自源112的輻射束118耦合到光學(xué) 諧振腔120?？梢詫⒋烁拍罨汕蹇展鈱W(xué)諧振腔120中發(fā)生頻移的舊 的電磁輻射模，然后將具有源112的發(fā)出頻率的新的電磁輻射模引入 光學(xué)諧振腔120中。當(dāng)在適當(dāng)時(shí)間量(例如，光學(xué)諧振腔120的光學(xué) 長度)內(nèi)使來自源112的電磁輻射進(jìn)入光學(xué)諧振腔120中時(shí)，可以再 次控制光學(xué)開關(guān)214，以便從光學(xué)諧振腔120轉(zhuǎn)出包括在來自源112 的輻射束118中的輻射，并且可以使新的輻射模能夠在光學(xué)諧振腔120 內(nèi)循環(huán)。
為了演示的目的，圖3A和3B例示了按照本發(fā)明的一些實(shí)施例 的光學(xué)開關(guān)310。例如，光學(xué)開關(guān)310可以包括微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS ) 開關(guān)。在這樣的實(shí)施例中，光學(xué)開關(guān)310可以包括可以從諸如光學(xué)諧 振腔120的光學(xué)諧振腔接收電磁輻射的諧振腔輸入端312、和可以從 諸如源112的輻射源接收電磁輻射的源輸入端314。光學(xué)開關(guān)310可以包括多個(gè)可動(dòng)光學(xué)構(gòu)件(例如，微型反射鏡)316 (例示成316a和 316b)?？煽刂频匾岳驹趫D3A和3B中的方式將可動(dòng)光學(xué)構(gòu)件316 致動(dòng)到光學(xué)開關(guān)310內(nèi)的輻射光路中以及離開光學(xué)開關(guān)310內(nèi)的輻射 光路，以便有選擇地將在諧振腔輸入端312或源輸入端314上接收的 電磁輻射之一或另一個(gè)(或兩者)引導(dǎo)到可以將電磁輻射引導(dǎo)到光學(xué) 諧振腔的諧振腔輸出端318。未被可動(dòng)光學(xué)構(gòu)件316引導(dǎo)到光學(xué)諧振 腔318的輻射可以由光學(xué)開關(guān)310轉(zhuǎn)出光學(xué)諧振腔。在本發(fā)明的其它 實(shí)施例中，光學(xué)開關(guān)310 (和214)可以包括非機(jī)械固態(tài)光學(xué)開關(guān)、 馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀開關(guān)、光-電-光開關(guān)、或其它 光學(xué)開關(guān)。
應(yīng)該意識(shí)到，系統(tǒng)210的配置只是為了例示的目的而示出的，可 以不偏離本發(fā)明的范圍地包括各種的選擇和/或替代。例如，盡管頻移
器116被例示成衍射聲光布拉格單元，但也可以實(shí)現(xiàn)許多頻移部件。 類似地，在圖2中例示成反射鏡的光學(xué)構(gòu)件114可以包括光纖、反射 鏡、棱鏡、或能夠引導(dǎo)電磁輻射的任何其它光學(xué)構(gòu)件。在一些實(shí)施例 中，電磁輻射可以在除了頻移器116之外的其它點(diǎn)上從系統(tǒng)210輸出。 例如，光學(xué)構(gòu)件114可以包括使輻射從光學(xué)諧振腔120輸出用在設(shè)備 中的半反射鏡。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以將來自源112的電磁輻射耦合到 光學(xué)諧振腔120，而不在光學(xué)開關(guān)214上接收，以及源112可以配置 成只有當(dāng)光學(xué)開關(guān)214將從光學(xué)諧振腔120接收的電磁輻射轉(zhuǎn)出光學(xué) 諧振腔120時(shí)，才將輻射提供給光學(xué)諧振腔120。例如，可以通過可 以只在適當(dāng)時(shí)間將從源112發(fā)出的輻射耦合到光學(xué)諧振腔120的遮擋 構(gòu)件或與光學(xué)開關(guān)214分開的光學(xué)開關(guān)將輻射從源112接收到光學(xué)諧 振腔120。在其它實(shí)施例中，源112可以只在光學(xué)開關(guān)214將輻射轉(zhuǎn) 出光學(xué)諧振腔120時(shí)才發(fā)出輻射。
在本發(fā)明的 一些實(shí)施例中，系統(tǒng)210可以包括使系統(tǒng)得到進(jìn)一 步 改進(jìn)的一個(gè)或多個(gè)元件和/或部件。例如，可以將光學(xué)二極管插入光學(xué) 諧振腔120中，以保證輻射在光學(xué)諧振腔120內(nèi)單向傳播。在一些實(shí)施例中，可以加入可以限制源112可以工作的縱;f莫的量的濾光器件。 也可以加入一個(gè)或多個(gè)偏振元件，以改進(jìn)系統(tǒng)210的光學(xué)穩(wěn)定性。
圖4例示了調(diào)頻激光雷達(dá)系統(tǒng)410。系統(tǒng)410通常包括發(fā)出電磁 輻射的輻射束414的激光源412。輻射束414可以以連續(xù)變化或啁啾 的頻率發(fā)出。在一些情況下，啁啾頻率可以包括周期性地(例如，鋸 齒波形、三角波形等)掃過低頻和高頻(或反之)之間的頻率。輻射 束414可以由光耦合器416分成目標(biāo)束418和參考束420。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，激光源412可以包括上述的系統(tǒng)210。 在激光源412中提供系統(tǒng)210可以通過增加激光雷達(dá)系統(tǒng)410使用的 電磁輻射的相干長度來改進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)410的操作，以確定距離和 /或距離變化率信息。例如，增加電磁輻射的相干長度可以擴(kuò)大和/或 提高激光雷達(dá)系統(tǒng)410的距離、速度、精度、和/或其它方面。
在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)410可以包括目標(biāo)干涉儀422和參考干涉 儀424。目標(biāo)干涉儀422可以接收目標(biāo)束418，并且可以在光耦合器 426上劃分目標(biāo)束。目標(biāo)干涉4義422通常用于生成可以取決于目標(biāo)430 與目標(biāo)干涉儀422的距離的目標(biāo)信號(hào)。目標(biāo)干涉儀可以通過將目標(biāo)束 418的一部分428引向目標(biāo)430，以及經(jīng)過具有固定路徑長度的光路 將目標(biāo)束418的另 一部分432引向目標(biāo)頻率差模塊434來達(dá)到這個(gè)目 的。目標(biāo)束418的一部分428可以;故目標(biāo)430反射，并且可以通過光 耦合器426和光纖436發(fā)送到目標(biāo)頻率差模塊434。根據(jù)耦合器448 上兩個(gè)部分436和432之間的干涉，目標(biāo)頻率差才莫塊434可以生成與 由于它們的路徑長度的差異引起的目標(biāo)束418的兩個(gè)部分436和432 的拍頻相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)信號(hào)。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，參考干涉儀424可以接收參考束420， 并且可以生成與可被引導(dǎo)經(jīng)過具有已知路徑長度差的兩條單獨(dú)的固 定路徑的參考束424的兩個(gè)部分之間的頻率差相對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)。更 具體地說，參考束420可以被光耦合器440分成第一部分442和第二 部分444。第一部分442相對(duì)于第二部分444可以具有固定光路長度 差。根據(jù)耦合器446上兩個(gè)部分442和444之間的干涉，參考頻率差模塊450可以生成與由它們的路徑長度的固定差異引起的參考束420 的兩個(gè)部分442和444的拍頻相對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)。
應(yīng)該意識(shí)到，目標(biāo)干涉儀422和參考干涉儀424已經(jīng)被例示和描 述成馬赫-曾德爾干涉儀。但是，也可以利用其它干涉儀配置。例如，
(Michaelson-Morley)干涉儀的配置。
在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)410可以包括處理器438。處理器438可 以接收目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)，并且可以處理這些信號(hào)以確定目標(biāo)430 的距離。根據(jù)目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)確定的距離信息可以用于確定目標(biāo) 430相對(duì)于目標(biāo)干涉儀422的距離變化率。
圖5例示了應(yīng)用每一個(gè)向目標(biāo)發(fā)出目標(biāo)束的兩個(gè)或更多個(gè)激光 雷達(dá)部分的激光雷達(dá)系統(tǒng)510的示范性實(shí)施例。例如，第一激光雷達(dá) 部分574向目標(biāo)516發(fā)出第一 目標(biāo)束512，以及第二激光雷達(dá)部分576 向目標(biāo)516發(fā)出第二目標(biāo)束514。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以啁 嗽第一目標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514以形成雙啁嗽系統(tǒng)。按照本發(fā)明 的各種實(shí)施例，第一激光雷達(dá)部分574可以包括激光源控制器536、 第一激光源518、第一光耦合器522、第一輻射束延遲器544、第一本 機(jī)振蕩器光耦合器530、和/或其它部件。第二激光雷達(dá)部分576可以 包括激光源控制器538、第二激光源520、第二光耦合器524、第二輻 射束延遲器550、第二本機(jī)振蕩器光耦合器532、和/或其它部件。例 如，激光雷達(dá)部分574和576每一個(gè)的一些或所有部件可以作為相干 激光雷達(dá)系統(tǒng)從Metric Vision 獲得。來自Metric Vision 的相干激 光雷達(dá)系統(tǒng)可以在確定目標(biāo)516的距離和距離變化率時(shí)向激光雷達(dá)系 統(tǒng)510提供像改進(jìn)的線性功能、改進(jìn)的相位漂游校正、和其它好處的 各種好處。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，第一和第二激光源518和520之一或 兩者可以包括上述的系統(tǒng)210。在第一和/或第二激光源518和520中 提供系統(tǒng)210可以通過增加激光雷達(dá)系統(tǒng)510使用的電磁輻射的相干 長度來改進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)510的操作，以確定距離和/或距離變化率信息。例如，增加電磁輻射的相干長度可以擴(kuò)大和/或提高激光雷達(dá)系統(tǒng)
510的距離、速度、精度、和/或其它方面。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一目標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514 可以;陂目標(biāo)516反向回到激光雷達(dá)系統(tǒng)510。激光雷達(dá)系統(tǒng)510可以 接收第一 目標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514，并且可以確定目標(biāo)516與激 光雷達(dá)系統(tǒng)510的距離、以及目標(biāo)516的距離變化率的至少一個(gè)。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，第一激光源518可以具有第一載波頻 率。第一激光源518可以以第一頻率發(fā)出第一激光束540。第一頻率 可以以第一啁啾率調(diào)制。第一頻率可以電子地、機(jī)械地、聲光地調(diào)制， 或以顯而易見的其它方式調(diào)制。第 一激光束540可以被第 一光耦合器 522分成第一目標(biāo)束512和第一本機(jī)振蕩器束542。第一本機(jī)振蕩器 束542可以在第一輻射束延遲器544上保持第一延遲周期。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第二激光源520可以以第二頻率發(fā)出 第二激光束546。第二頻率可以以與第一啁啾率不同的第二啁啾率調(diào) 制。第二頻率可以電子地、機(jī)械地、聲光地調(diào)制，或以其它方式調(diào)制。 第一啁啾率和第二啁啾率可以產(chǎn)生第一激光束540與第二激光束5" 之間的反向啁艱。
在一些情況下，第二栽波頻率可以與第一載波頻率幾乎相同。例 如，在一些實(shí)施例中，第一基線頻率和第二基線頻率之間的百分比差 小于0.05%。這可以向激光雷達(dá)系統(tǒng)510提供像，例如，使由斑紋引 起的失真最小或其它改進(jìn)的各種改進(jìn)。第二激光束546可以被第二光 耦合器524分成第二目標(biāo)束514和第二本機(jī)振蕩器束548。第二本機(jī) 振蕩器束548可以在第二輻射束延遲器550上保持笫二延遲周期。第 二延遲周期可以不同于第 一延遲周期。
在一些實(shí)施例中，可以利用配備在，例如，METRICVISION Model MV200中的機(jī)構(gòu)來線性化第一激光源518和/或第二激光源520 的輸出(例如，第一激光束540和/或第二激光束546)。可以利用配 備在，例如，METRICVISION Model MV200中的機(jī)構(gòu)來校正第一 激光源518和/或第二激光源520的輸出的相位漂游。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，當(dāng)目標(biāo)516與激光雷達(dá)系統(tǒng)510的距 離在最小距離與最大距離之間的一組距離內(nèi)時(shí)，激光雷達(dá)系統(tǒng)510可 以以提高的精度來確定目標(biāo)516的距離和距離變化率。當(dāng)目標(biāo)516的 距離未在該組距離內(nèi)時(shí)，激光雷達(dá)系統(tǒng)510的精度可能變差。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，第一輻射束延遲器544和第二輻射束 延遲器550是可調(diào)的。調(diào)整第一輻射束延遲器544和第二輻射束延遲 器550可以使激光雷達(dá)系統(tǒng)510能夠調(diào)整成使得可以作出更精度確定 的該組距離更接近激光雷達(dá)系統(tǒng)510或更遠(yuǎn)離激光雷達(dá)系統(tǒng)510。可 以將第一輻射束延遲器544和第二輻射束延遲器550調(diào)整成保證目標(biāo) 516的距離在最小距離與最大距離之間的該組距離內(nèi)，以便可以精確 地確定目標(biāo)516的距離和距離變化率。第一輻射束延遲器544和第二 輻射束延遲器550可以由用戶調(diào)整或自動(dòng)調(diào)整。
目標(biāo)516的距離在該組距離之外時(shí)，距離和距離變化率的確定結(jié) 果變差可能是第一激光源518和第二激光源520的相干長度的有限性 的結(jié)果。例如，最小距離與最大距離之間的距離可能是相干長度的函 數(shù)。第一激光源518和第二激光源520的相干長度越長，最小距離與 最大距離之間的距離可能就越大。因此，增加第一激光源518和第二 激光源520的相干長度可以通過提供在改進(jìn)的一組距離上作出確定的 能力，來改進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)510的距離和距離變化率確定。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第 一本機(jī)振蕩器束542可被分成多個(gè) 第一本機(jī)振蕩器束，以及第二本機(jī)振蕩器束5牝也可被分成多個(gè)第二 本機(jī)振蕩器束。在這樣的情況下，激光雷達(dá)系統(tǒng)510可以包括可以將 可變延遲周期的多個(gè)延遲施加于多個(gè)第一本機(jī)振蕩器束和多個(gè)第二 本機(jī)振蕩器束的多個(gè)輻射束延遲器。這可以保證多個(gè)第一本機(jī)振蕩器 束之一和多個(gè)第二本機(jī)振蕩器束之一被延遲可以使目標(biāo)的距離和距
離變化率得到精確確定的延遲周期。
于是，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一激光源518和第二激光源 520可以發(fā)出具有改進(jìn)相干長度的啁啾電磁輻射。例如，第一激光源 518和/或第二激光源520可以包括如例示在圖5中和如上所述的系統(tǒng)210。
按照各種實(shí)施例，第一 目標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514可被引向單 獨(dú)光路上的目標(biāo)516和/或從單獨(dú)光路上的目標(biāo)516接收。在一些實(shí)施 例中，這些光路可以相似但有差別。在其它實(shí)施例中，可以在可以沿 著公共光路引向目標(biāo)516的發(fā)送之前，由目標(biāo)光耦合器526將第一 目 標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514耦合成組合目標(biāo)束552。在一些實(shí)施例中， 組合目標(biāo)束552 (或如果分開引向目標(biāo)516，則是第一目標(biāo)束512和 第二目標(biāo)束514 )可被目標(biāo)516反射，并可以沿著與將組合目標(biāo)束552 引向目標(biāo)516的公共光路分開的接收光路被激光雷達(dá)系統(tǒng)510接收。 這樣的實(shí)施例可^L標(biāo)記為"收發(fā)分置的"。或者，組合目標(biāo)束552可以 沿著公共光路被激光雷達(dá)系統(tǒng)510接收作為反射目標(biāo)束556。這些后 面的實(shí)施例可以標(biāo)記為"收發(fā)合置的"。當(dāng)利用可逆光學(xué)器件操作時(shí)， 收發(fā)合置實(shí)施例可以提供超過它們的收發(fā)分置對(duì)應(yīng)物的好處。在收發(fā) 合置實(shí)施例中，公共光路可以包括可以提供發(fā)出組合目標(biāo)束552和接 收反射目標(biāo)束556的^^共端口的光學(xué)構(gòu)件528。光學(xué)構(gòu)件528可以包 括光循環(huán)器、光耦合器或顯而易見的其它光學(xué)構(gòu)件。
在一些實(shí)施例中，公共光路可以包括掃描元件557。掃描元件557 可以包括像，例如，反射鏡、透鏡、天線、或可以振蕩、旋轉(zhuǎn)、或致 動(dòng)，以使組合目標(biāo)束552能夠掃描目標(biāo)516的其它光學(xué)元件的光學(xué)元 件。在一些情況下，掃描元件557可以允許高速掃描。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中， 掃描元件可能是由斑紋引起的反射鏡差分多普勒噪聲效應(yīng)或可以使 這些系統(tǒng)的精度變差的其它光學(xué)效應(yīng)的來源。但是，因?yàn)榧す饫走_(dá)系 統(tǒng)510的各種實(shí)施例使用同時(shí)測量(或幾乎同時(shí))來明確地確定距離 和距離變化率，所以可以避免要不然由高速掃描引起的不精確。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，目標(biāo)光耦合器554可以將反射目標(biāo)束 556分成第一反射目標(biāo)束部分558和第二反射目標(biāo)束部分560。第一 本機(jī)振蕩器光耦合器530可以將第一本機(jī)振蕩器束542與第一反射目 標(biāo)束部分558組合成第一組合目標(biāo)束562。第二本機(jī)振蕩器光耦合器 532可以將第二本機(jī)振蕩器束548與第二反射目標(biāo)束部分560組合成第二組合目標(biāo)束564。在例如第一 目標(biāo)束512和第二目標(biāo)束514可以 分開引向目標(biāo)516和/或從目標(biāo)516接收的未顯示在圖中的一些實(shí)施例 中，第一本機(jī)振蕩器光耦合器530可以將反射的第一目標(biāo)束512與第 一本機(jī)振蕩器束542組合，以形成第一組合目標(biāo)束562，并且將反射 的第二目標(biāo)束514與第二本機(jī)振蕩器束548組合，以形成第二組合目 標(biāo)束564。
因?yàn)榭梢詫⒌?一本機(jī)振蕩器束542和第二本機(jī)振蕩器束548與不 同目標(biāo)束或相同目標(biāo)束的不同部分(例如，反射目標(biāo)束556)組合， 所以第一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564可以代表正好在最終 處理之前，存在于兩個(gè)單獨(dú)但一致的單激光源調(diào)頻激光雷達(dá)系統(tǒng)中的 光學(xué)信號(hào)。例如，可以將激光源控制器536、第一激光源518、第一 光耦合器522、第一輻射束延遲器544、和第一本機(jī)振蕩器光耦合器 530看作第一激光雷達(dá)部分574，第一激光雷達(dá)部分574可以生成與 可以由第二激光雷達(dá)部分576生成的第二組合目標(biāo)束564分開的第一 組合目標(biāo)束562。第二激光雷達(dá)部分576可以包括激光源控制器538、 第二激光源520、第二光耦合器524、第二輻射束延遲器550、和第二 本機(jī)振蕩器光耦合器532。
在一些實(shí)施例中，激光雷達(dá)系統(tǒng)510可以包括處理器534。處理 器534可以包括檢測模塊566、混合模塊568、處理模塊570、和/或 其它模塊。這些模塊可以用硬件(包括光學(xué)和檢測部件)、軟件、固 件、或硬件、軟件、和/或固件的組合實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第一組合目標(biāo)束562 和第二組合目標(biāo)束564,處理器534可以生成距離信號(hào)和距離變化率 信號(hào)。根據(jù)距離信號(hào)和距離變化率信號(hào)，可以明確地確定目標(biāo)516的 距離和距離變化率。
在本發(fā)明的 一 些實(shí)施例中，處理器534可以確定第 一組合本機(jī)振 蕩器束562的第一拍頻。第一拍頻可以包括可歸因于路徑長度差的第 一本機(jī)振蕩器束542和從目標(biāo)516反射的與第一 目標(biāo)束5U相對(duì)應(yīng)的 反射目標(biāo)束556的分量的頻率差。處理器可以確定第二組合本機(jī)振蕩 器束564的第二拍頻。第二拍頻也可以包括可歸因于路徑長度差的第二本機(jī)振蕩器束548和從目標(biāo)516反射的與第二目標(biāo)束514相對(duì)應(yīng)的 反射目標(biāo)束556的分量的頻率差。第一拍頻和第二拍頻可以同時(shí)(或 幾乎同時(shí))確定，以消除環(huán)境或其它效應(yīng)引入的噪聲。可以采取一個(gè) 或多個(gè)步驟來使第 一拍頻和第二拍頻能夠與第 一組合目標(biāo)束562內(nèi)的 其它頻率分量以及第二組合目標(biāo)束564內(nèi)的其它頻率分量區(qū)分開，和 /或相互區(qū)分開。例如，這些措施可以包括將兩個(gè)單獨(dú)的啁啾率用作 第一啁啾率和第二啁啾率、在第一輻射束延遲器544和第二輻射束延
遲器550上分別將第一本機(jī)振蕩器束542和第二本機(jī)振蕩器束550延 遲不同的延遲時(shí)間，或可以釆取其它措施。
應(yīng)該意識(shí)到，雖然圖5例示了主要利用光纖和光耦合器實(shí)現(xiàn)的本 發(fā)明的示范性實(shí)施例，但這個(gè)實(shí)施例決不會(huì)打算局限于此。在本發(fā)明 的范圍內(nèi)存在像，例如，棱鏡、反射鏡、半反射鏡、分束器、二向色 薄膜、透鏡、或其它光學(xué)構(gòu)件那樣的其它光學(xué)構(gòu)件可以用于引導(dǎo)、組 合、聚焦、擴(kuò)散、放大、或處理電磁輻射的可替代實(shí)施例。
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，處理器534可以混合第一組合目標(biāo)束 562和第二組合目標(biāo)束564以產(chǎn)生混合信號(hào)?；旌闲盘?hào)可以包括可以 與第一拍頻和第二拍頻之和相對(duì)應(yīng)拍頻和分量、以及可以與第一拍頻 與第二拍頻之差相對(duì)應(yīng)拍頻差分量。對(duì)于具有恒定速度的目標(biāo)，第一 激光束540和第二激光束546的拍頻可以分別描述如下
/,， + 2w,(i -叫)，和 (1) 字+ 2#-叫)， (2)
乂2
其中，f"t)代表第一拍頻，f2(t)代表第二拍頻，、和人2是兩個(gè)光 學(xué)波長，v是目標(biāo)速度，h和h與各自啁啾率成正比，R是測量的距離， 以及RC^和R02代表兩個(gè)激光雷達(dá)的距離偏移。假設(shè)、-X2-X，我 們可以相減這兩個(gè)方程，得出
— /2(,) = 2狀(幾—— 2;r(y,WQ — y2i 02) ( 3 )重新排列(3)，我們獲得
L腦—満,(,,叫-,2叫) (4)
作為校正距離測量結(jié)果。類似地，我們可以組合(1)和(2)以 獲得提供目標(biāo)速度測量結(jié)果的表達(dá)式
(5)
i-A
按照本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以從混合信號(hào)中過濾出上面描述在 方程(4)中的拍頻和分量以產(chǎn)生距離信號(hào)。從包括在距離信號(hào)(例 如，fKt) + f2(t))中的拍頻和分量中，可以作出從激光雷達(dá)系統(tǒng)510 到目標(biāo)516的距離的確定?；诰嚯x信號(hào)的確定可以是明確的，并可 以不依賴于多普勒頻移(例如，v/X)的瞬時(shí)行為或平均行為。
在一些實(shí)施例中，可以從混合信號(hào)中過濾出上面描述在方程(4) 中的拍頻差分量以產(chǎn)生距離變化率信號(hào)。從包括在距離變化率信號(hào)中 的拍頻差分量中，可以明確地作出目標(biāo)516的距離變化率的確定。為 了確定目標(biāo)516的距離變化率，可以將/(0-&/2(,)表示成與第一啁啾
率和第二啁秋率之間的啁啾率差成正比的值。這可以提取出代表目標(biāo) 516的瞬時(shí)速度的多普勒頻移信息。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以將第二啁啾率設(shè)置成零。換句話 說，第二激光源518可以以恒定頻率發(fā)出輻射。這可以使第二激光源 518能夠以更簡單的設(shè)計(jì)、小的覆蓋區(qū)、更輕的重量、更低的成本、 或可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供好處的其它改進(jìn)實(shí)現(xiàn)。在這樣的實(shí)施例中，激 光雷達(dá)系統(tǒng)510可以包括頻移設(shè)備。頻移設(shè)備可以包括聲光調(diào)制器572 或其它設(shè)備。聲光調(diào)制器572可以向第二本機(jī)振蕩器束548提供可以 改進(jìn)下游處理的頻率偏移。例如，頻率偏移可以使第二本機(jī)振蕩器束
<formula>formula see original document page 24</formula>548與代表靜態(tài)目標(biāo)的距離變化率的第二反射目標(biāo)束部分560之間的 靜態(tài)目標(biāo)拍頻能夠從零偏移，使得可以從拍頻中確定目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的方向 以及運(yùn)動(dòng)速率的幅度。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例具有可以允許連續(xù)監(jiān)視目 標(biāo)距離變化率而不被啁啾轉(zhuǎn)向或回掃中斷的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。啁啾轉(zhuǎn)向或 回掃可能造成啁啾激光雷達(dá)部分不可能精確測量的時(shí)間間隔。在這些 實(shí)施例中，雖然激光雷達(dá)系統(tǒng)510保持測量距離和距離變化率兩者的 能力，但激光雷達(dá)部分576可以只確定目標(biāo)516的距離變化率。
圖6例示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理器534。處理器534可 以數(shù)字地混合第一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564。例如，處 理器534可以包括第一檢測器610和第二檢測器612。第一檢測器610 可以接收第一組合目標(biāo)束562并可以生成與第一組合目標(biāo)束562相對(duì) 應(yīng)的第一模擬信號(hào)。第一模擬信號(hào)可以由第一轉(zhuǎn)換器614轉(zhuǎn)換成第一 數(shù)字信號(hào)。處理器534可以包括可以確定與第一數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或多 個(gè)頻率分量相對(duì)應(yīng)的第一組頻率數(shù)據(jù)的第一頻率數(shù)據(jù)模塊616。在一 些情況下，可以在第一求平均模塊618上對(duì)第一數(shù)字信號(hào)求平均。在 這樣的情況下，接著可以將平均第一數(shù)字信號(hào)發(fā)送到第一頻率數(shù)據(jù)模 塊616。
第二檢測器612可以接收第二組合目標(biāo)束564并可以生成與第二 組合目標(biāo)束564相對(duì)應(yīng)的第二模擬信號(hào)。第二模擬信號(hào)可以由第二轉(zhuǎn) 換器620轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號(hào)。處理器534可以包括可以確定與第二
數(shù)字信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)頻率分量相對(duì)應(yīng)的第二組頻率數(shù)據(jù)的第二頻 率數(shù)據(jù)模塊622。在一些情況下，可以在第二求平均模塊624上對(duì)第
二數(shù)字信號(hào)求平均。在這樣的情況下，接著可以將平均第二數(shù)字信號(hào) 發(fā)送到第二頻率數(shù)據(jù)模塊622。
第一組頻率數(shù)據(jù)和第二組頻率數(shù)據(jù)可以由頻率數(shù)據(jù)組合模塊 626接收。頻率數(shù)據(jù)組合模塊626可以線性組合第一組頻率數(shù)據(jù)和第 二組頻率數(shù)據(jù)，并且可以生成源自混合頻率數(shù)據(jù)的距離變化率信號(hào)和 距離信號(hào)。
圖7例示了按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的處理器534。處理器534可以包括可以分別接收第一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564的 第一檢測器710和第二檢測器712。第一檢測器710和第二檢測器712 可以分別生成與第 一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564相關(guān)聯(lián)的 第一模擬信號(hào)和第二模擬信號(hào)。處理器534可以電子地混合第一組合 目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564，以生成距離信號(hào)和距離變化率信 號(hào)。例如，處理器534可以包括調(diào)制器714。調(diào)制器714可以將第一 檢測器710生成的第一模擬信號(hào)乘以第二檢測器712生成的第二模擬 信號(hào)，以形成組合模擬信號(hào)。在這樣的實(shí)施例中，處理器534可以包 括接收組合模擬信號(hào)的第一濾波器716和第二濾波器718。第一濾波 器716可以濾波組合模擬信號(hào)以生成第一濾波信號(hào)。在一些情況下， 第 一濾波器716可以包括低通濾波器。第一濾波信號(hào)可以經(jīng)第 一轉(zhuǎn)換 器720轉(zhuǎn)換以生成距離變化率信號(hào)。第二濾波器718可以濾波組合模 擬信號(hào)以生成第二濾波信號(hào)。例如，第二濾波器718可以包括高通濾 波器。第二濾波信號(hào)可以經(jīng)第二轉(zhuǎn)換器722轉(zhuǎn)換以生成距離信號(hào)。
圖8例示了按照本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理器534。處理器534 可以光學(xué)地混合第一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564，以生成 距離信號(hào)和距離變化率信號(hào)。例如，處理器534可以包括檢測器810， 該檢測器810接收第一組合目標(biāo)束562和第二組合目標(biāo)束564，并且 根據(jù)檢測來生成組合模擬信號(hào)。在這樣的實(shí)施例中，處理器534可以 包括接收組合模擬信號(hào)的第一濾波器812和第二濾波器814。第一濾 波器812可以濾波組合模擬信號(hào)，以生成第一濾波信號(hào)。第一濾波器 812可以包括低通濾波器。第一濾波信號(hào)可以經(jīng)第一轉(zhuǎn)換器816轉(zhuǎn)換， 以生成距離變化率信號(hào)。第二濾波器814可以濾波組合模擬信號(hào)，以 生成第二濾波信號(hào)。第二濾波器814可以包括高通濾波器。第二濾波 信號(hào)可以經(jīng)第二轉(zhuǎn)換器818轉(zhuǎn)換，以生成距離信號(hào)。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯而易見，雖然本文針對(duì)各種 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，但本發(fā)明不受這樣的限制，而是只受所附 權(quán)利要求書的范圍限制。
權(quán)利要求
1. 一種用于可控制地啁啾電磁輻射的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含形成光學(xué)諧振腔的至少一個(gè)光學(xué)元件；放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)的頻移器，其中，所述頻移器從光學(xué)諧振腔接收電磁輻射，并將接收的電磁輻射的頻移部分輸出回到光學(xué)諧振腔；以及放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)的光學(xué)開關(guān)，其中，所述光學(xué)開關(guān)從光學(xué)諧振腔接收電磁輻射，并且可控制成將接收的電磁輻射從光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)出，或使接收的電磁輻射返回光學(xué)諧振腔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)開關(guān)從輻射源 接收電磁輻射，并且可控制成將從輻射源接收的電磁輻射從光學(xué)諧振 腔轉(zhuǎn)出，或?qū)妮椛湓唇邮盏碾姶泡椛湟牍鈱W(xué)諧振腔中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述光學(xué)開關(guān)使從光 學(xué)諧振腔接收的電磁輻射返回到光學(xué)諧振腔時(shí)，所述光學(xué)開關(guān)轉(zhuǎn)出從 輻射源接收的電磁輻射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含光學(xué)放大器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)放大器具有大 到足以克服光學(xué)諧振腔的 一種或多種諧振腔損耗的增益。
6. 根椐權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，光學(xué)諧振腔內(nèi)的電磁輻 射的 一 部分從光學(xué)諧振腔輸出到設(shè)備。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，從光學(xué)諧振腔輸出的光 學(xué)諧振腔內(nèi)的電磁輻射的所述部分從頻移器輸出到設(shè)備。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述頻移器從光學(xué)諧振 腔接收電磁輻射并衍射接收的電磁輻射，使得從光學(xué)諧振腔輸出的電 磁輻射的所述部分被頻移器零階衍射。
9，根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述頻移器從光學(xué)諧振 腔接收電磁輻射并衍射接收的電磁輻射，使得輸出回到光學(xué)諧振腔的 接收的電磁輻射的頻移部分被頻移器一階衍射。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)諧振腔包含環(huán)形諧振腔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)光學(xué)元件 包含反射鏡、透鏡、棱鏡、或光纖的至少一種。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)開關(guān)可控制成在幾乎等于光學(xué)諧振腔的光學(xué)長度的時(shí)間周期內(nèi)將接收的電磁輻射 轉(zhuǎn)出光學(xué)諧振腔。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述頻移器包含聲光布 拉格單元。
14. 一種可控制地啁湫電磁輻射的方法，該方法包含 形成光學(xué)諧振腔；以初始頻率將電磁輻射引入光學(xué)諧振腔中；以幾乎線性的啁啾率從所述初始頻率開始移動(dòng)光學(xué)諧振腔內(nèi)的 電磁輻射的頻率；打開光學(xué)開關(guān)以便將存儲(chǔ)在光學(xué)諧振腔內(nèi)的電磁輻射的一部分 轉(zhuǎn)出光學(xué)諧振腔；以及以初始頻率將電磁輻射引入光學(xué)諧振腔中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含放大光學(xué)諧振腔 內(nèi)的電磁輻射。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含將光學(xué)諧振腔內(nèi) 的電磁輻射的一部分輸出到設(shè)備。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，移動(dòng)光學(xué)諧振腔內(nèi)的 電磁輻射的頻率的步驟包含衍射光學(xué)諧振腔內(nèi)的電磁輻射。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述光學(xué)諧振腔包含 環(huán)形光學(xué)諧振腔。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，打開光學(xué)開關(guān)以便轉(zhuǎn) 出電磁輻射的一部分的步驟和以初始頻率將電磁輻射引入光學(xué)諧振 腔中的步驟被同時(shí)執(zhí)行。
全文摘要
用于可控制地啁啾來自輻射源的電磁輻射的系統(tǒng)和方法包括光學(xué)諧振腔布置。光學(xué)諧振腔布置使得電磁輻射能夠以幾乎線性的啁啾率和可配置的周期產(chǎn)生。通過有選擇地將電磁輻射注入光學(xué)諧振腔中，可以產(chǎn)生具有以幾乎線性的啁啾率頻移的單諧振模的電磁輻射。產(chǎn)生具有單諧振模的電磁輻射可以增加當(dāng)在各種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)電磁輻射時(shí)可能有利的電磁輻射相干長度。例如，由光學(xué)諧振腔布置產(chǎn)生的電磁輻射可以擴(kuò)大和/或提高激光雷達(dá)系統(tǒng)的距離、速度、精度和/或其它方面。
文檔編號(hào)H01S3/11GK101421888SQ200780012665
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
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