激光发射器、激光雷达和确定特征信息的方法与流程

1.本技术涉及激光探测技术领域，特别涉及一种激光发射器、激光雷达和确定特征信息的方法。


背景技术：

2.在激光探测技术领域中，通过激光发射器发射的激光光束进行探测。其中，激光发射器的峰值功率越大，则激光发射器发射的激光光束所能探测的距离越远，从而使得激光探测技术的应用场景越丰富。因此，如何提高激光发射器的峰值功率，成为亟待解决的问题。
3.相关技术中，将单个的激光管安装于印制电路板上，组合多个印制电路板得到激光发射器，以提高激光发射器的峰值功率。然而，组合多个印制电路板得到的激光发射器尺寸较大，实用性差。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种激光发射器、激光雷达和确定特征信息的方法，以解决相关技术提供的激光发射器尺寸较大、实用性差的问题。所述技术方案如下：
5.一方面，提供了一种激光发射器，激光发射器包括：印制电路板，位于印制电路板上的至少一个激光芯片、至少一个电容和至少一个晶体管，至少一个激光芯片中的任一激光芯片包括至少两个用于发射激光光束的激光管；
6.其中，至少一个电容通过导线与至少一个激光芯片包括的各个激光管键合，导线与各个激光管一一对应，各个激光管对应的导线长度相同，至少一个电容还通过印制电路板上印制的第一电路与至少一个晶体管连接。
7.在示例性实施例中，电容的数量为至少两个，至少两个电容与各个激光管一一对应，第一电路包括至少两个第一子电路，至少两个电容与至少两个第一子电路一一对应；至少两个电容中的任一电容通过一个导线与对应的一个激光管键合，任一电容通过对应的一个第一子电路与至少一个晶体管连接，至少两个电容中的各个电容与对应的激光管之间的相对位置关系相同。
8.在示例性实施例中，对于至少两个电容中的任一电容，任一电容对应的第一虚拟线段和第二虚拟线段位于同一直线；其中，直线为垂直于晶体管轴向的直线，第一虚拟线段为任一电容对应的导线映射于印制电路板得到的线段，任一电容对应的导线为与任一电容键合的激光管对应的导线，第二映射线段为任一电容对应的第一子电路映射于印制电路板得到的线段。
9.在示例性实施例中，至少一个电容中的任一电容对应至少一个激光芯片，任一电容包括至少两个连接点，至少两个连接点与各个激光管一一对应，第一电路包括至少一个第二子电路，至少一个电容与至少一个第二子电路一一对应；至少两个连接点中的任一连接点通过一个导线与对应的一个激光管键合，任一电容通过对应的一个第二子电路与至少
一个晶体管连接，至少两个连接点中的各个连接点与对应的激光管之间的相对位置关系相同。
10.在示例性实施例中，至少一个晶体管中的任一晶体管对应至少一个激光芯片；其中，当电容与激光管一一对应时，任一电容通过第一电路包括的第一子电路与第一晶体管连接，第一晶体管为任一电容对应的激光管所在的激光芯片对应的晶体管；当电容对应至少一个激光芯片时，任一电容通过第一电路包括的第二子电路与第二晶体管连接，第二晶体管为任一电容对应的激光芯片对应的晶体管，第二晶体管对应的激光芯片中包括任一电容对应的激光芯片。
11.在示例性实施例中，至少一个电容位于至少一个晶体管产生的放电平面中。
12.在示例性实施例中，任一晶体管轴向的两端之间的距离不小于任一晶体管对应的各个电容在轴向上形成的映射距离，各个电容包括任一晶体管对应的激光芯片包括的激光管对应的电容，或者包括晶体管对应的激光芯片对应的电容；其中，当各个电容的数量为一个时，映射距离为一个电容两端之间的距离；当各个电容的数量为至少两个时，映射距离为第一电容的第一端与第二电容的第二端之间的距离，第一电容为至少两个电容中与任一晶体管的第一端距离最小的电容，第二电容为至少两个电容中与任一晶体管的第二端距离最小的电容。
13.在示例性实施例中，激光发射器还包括驱动器，驱动器通过印制电路板上印制的第二电路与至少一个晶体管连接；其中，驱动器用于根据接收的控制信号驱动至少一个晶体管，以通过至少一个晶体管控制各个激光管发射激光光束。
14.在示例性实施例中，当晶体管的数量为至少两个时，第二电路包括第三子电路和至少两个第四子电路，第三子电路和至少两个第四子电路连接，至少两个第四子电路和至少两个晶体管一一对应，至少两个第四子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件。
15.在示例性实施例中，当晶体管的数量为至少两个时，第二电路包括至少两个第五子电路，至少两个第五子电路和至少两个晶体管一一对应，至少两个第五子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件。
16.在示例性实施例中，激光发射器还包括整形器；其中，当第二电路包括第三子电路和至少两个第四子电路时，第三子电路和至少两个第四子电路通过整形器连接；当第二电路包括至少两个第五子电路时，至少两个第五子电路中的任一第五子电路均包括一个整形器。
17.在示例性实施例中，至少一个电容中的任一电容的尺寸为参考尺寸，任一电容的尺寸为参考尺寸用于满足如下条件中的至少一个：任一电容与至少一个激光芯片之间的距离不大于距离阈值；任一电容与印制电路板之间的寄生电感不大于电感阈值。
18.一方面，提供了一种激光雷达，激光雷达包括控制器、激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别与控制器连接，激光发射器为上述任一示例性实施例提供的激光发射器；
19.控制器用于向激光发射器发送控制信号；
20.激光发射器用于接收控制信号，基于控制信号向对象发射第一光束，向控制器发送第一光束的第一信息；
21.激光接收器用于接收第二光束，第二光束为对象对第一光束进行反射得到的光束，向控制器发送第二光束的第二信息，第一光束和第二光束均为激光光束；
22.控制器还用于基于第一信息和第二信息确定对象的特征信息。
23.另一方面，提供了一种确定特征信息的方法，方法应用于激光雷达，激光雷达包括控制器、激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别与控制器连接，激光发射器为上述任一示例性实施例提供的激光发射器，方法包括：
24.控制器向激光发射器发送控制信号；
25.激光发射器接收控制信号，基于控制信号向对象发射第一光束，向控制器发送第一光束的第一信息；
26.激光接收器接收第二光束，第二光束为对象对第一光束进行反射得到的光束，向控制器发送第二光束的第二信息，第一光束和第二光束均为激光光束；
27.控制器基于第一信息和第二信息确定对象的特征信息。
28.本技术实施例所提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
29.本技术提供的激光发射器中，包括至少两个激光管的至少一个激光芯片位于同一个印制电路板上，避免了使用多个印制电路板，减小了激光发射器的尺寸，增强了激光发射器的实用性。并且，本实施例采用导线键合的方式对电容和各个激光管进行连接，且各个导线的长度相同，从而使得各个激光管具有较高的一致性。因此，至少一个激光芯片包括的至少两个激光管同时发光时，不同激光管之间的相位差和波形差异较小，不同激光管的能量能够相互叠加而不会发生分散，进而提高了激光发射器的峰值功率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
31.图1是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
32.图2是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
33.图3是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
34.图4是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
35.图5是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
36.图6是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
37.图7是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
38.图8是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
39.图9是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
40.图10是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
41.图11是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
42.图12是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
43.图13是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
44.图14是本技术实施例提供的一种放电平面的示意图；
45.图15是本技术实施例提供的一种放电平面的示意图；
46.图16是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
47.图17是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
48.图18是本技术实施例提供的一种激光发射器的结构示意图；
49.图19是本技术实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；
50.图20是本技术实施例提供的一种确定特征信息的方法的流程示意图。
51.对附图中的各个附图标记进行说明如下：
52.1-印制电路板，2-激光芯片，21-激光管，3-电容，4-晶体管，5-驱动器，6-整形器。
具体实施方式
53.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
54.在激光探测技术领域中，通过激光发射器发射的激光光束进行探测。其中，激光发射器的峰值功率越大，则激光发射器发射的激光光束所能探测的距离越远，从而使得激光探测技术的应用场景越丰富。因此，如何提高激光发射器的峰值功率，成为亟待解决的问题。
55.本技术实施例提供了一种激光发射器，参见图1，该激光发射器包括：印制电路板1，位于印制电路板1上的至少一个激光芯片2、至少一个电容3和至少一个晶体管4，至少一个激光芯片2中的任一激光芯片2包括至少两个用于发射激光光束的激光管21。其中，至少一个电容3通过导线与至少一个激光芯片2包括的各个激光管21键合，导线与各个激光管21一一对应，各个激光管21对应的导线长度相同，至少一个电容3还通过印制电路板1上印制的第一电路与至少一个晶体管4连接。
56.本实施例中，激光芯片2包括的激光管21发射激光光束的原理在于：晶体管4被电流驱动，则电流由晶体管4通过第一电路传导至电容3，再由电容3通过导线传导至激光管21，从而使得激光管21基于电流发射激光光束。晶体管4被电流驱动的过程参见后文说明，此处暂不进行赘述。其中，用于键合电容3和激光管21的导线又称电容3和激光管21之间的放电环路路径，由于各个激光管21对应的导线长度相同，因而电容3和各个激光管21之间的放电环路路径长度也相同，从而使得各个激光管21具有较高的一致性。其中，各个激光管21的一致性是指：各个激光管21的相位差和所发射的激光光束的波形之间的相似程度。正是由于各个激光管21具有较高的一致性，因而至少一个激光芯片2包括的至少两个激光管21同时发光时，不同激光管21之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，因而使得包括各个激光管21的激光发射器具有较高的峰值功率。
57.本实施例中，包括至少两个激光管21的至少一个激光芯片2位于同一个印制电路板1上，避免了使用多个印制电路板1，减小了激光发射器的尺寸，增强了激光发射器的实用性。并且，本实施例采用导线键合的方式对电容3和各个激光管21进行连接，且各个导线的长度相同。从而，使得各个激光管21具有较高的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，进而提高了激光发射器的峰值功率。发挥了激光芯片2、电容3和晶体管4的极限性能。
58.示例性地，激光芯片2、电容3和晶体管4位于印制电路板1的同一面上。其中，激光
芯片2的第一面与印制电路板1连接，激光芯片2包括的各个激光管21位于激光芯片2的第二面上，激光芯片2的第一面和第二面相对。示例性地，本实施例提供如下两种类型的电容3。能够理解的是，以下两种类型的电容3仅为举例，不用于对电容3的结构造成限定。
59.第一种类型：电容3的第一面与印制电路板1连接，电容3的第二面通过导线与位于激光芯片2的第二面上的各个激光管21键合，电容3的第一面和第二面相对。电容3的第一面和第二面用于作为电容3的电极。在一些实施方式中，电容3的第一面通过焊接的方式与印制电路板1连接。另外，晶体管4也与印制电路板1连接，也即是电容3的第一面和晶体管4均与印制电路板1连接。因此，电容3的第一面和晶体管4能够通过印制电路板1上印制的第一电路相连接。
60.第二种类型：示例性地，本实施例中的电容3为已封装的电容3。在已封装的电容3中，电容3内部的电路封装于陶瓷或其他材料中，陶瓷或其他材料对电容3内部的电路起到保护作用。示例性地，电容3的第一面与印制电路板1相对，电容3包括与第一面相邻的第三面和第四面，且第三面和第四面相对。电容3的第三面和第四面的外部包括金属镀层，金属例如为镍(ni)、锡(sn)等金属材料。包括有金属镀层的第三面和第四面用于作为电容3的电极。其中，包括有金属镀层的电容3的第三面通过印制电路板1上印制的第一电路与晶体管4连接，包括有金属镀层的电容3的第四面通过导线与位于激光芯片2的第二面上的各个激光管21键合。在一些实施方式中，已封装的电容3还包括根据实际需求设置的其他组件。
61.示例性地，本实施例中的晶体管4为已封装的晶体管4，已封装的晶体管4的结构为：晶体管4内部的电路封装于陶瓷、环氧玻璃等材料中，晶体管4内部的电路有外露的引脚。晶体管4设置于外壳中，外壳上包括贯穿壳体的输入输出接口，输入输出接口与上述外露的引脚对应连接，以使得晶体管4能够与印制电路板1连接。
62.可选地，上述激光芯片2为4管/8管合一的激光芯片，也就是说激光芯片2包括的激光管数量为4个或者8个，本实施例不对激光芯片2包括的激光管数量加以限定。可选地，上述导线为金属线，本实施例不对金属线的材质进行限定。例如，金属线的材质为金(au)或者为金化合物，此种金属线又称为金线或者金丝。可选地，本实施例中的电容3为硅(si)电容3，晶体管4为氮化镓(gan)晶体管4，本实施例不对电容3和晶体管4的材质进行限定。
63.在示例性实施例中，至少一个电容3中的任一电容3的尺寸为参考尺寸，任一电容3的尺寸为参考尺寸用于满足如下条件中的至少一个：任一电容3与至少一个激光芯片2之间的距离不大于距离阈值，任一电容3与印制电路板1之间的寄生电感不大于电感阈值。
64.其中，电容3与激光芯片2之间存在安全距离，电容3与激光芯片2之间的距离需大于该安全距离。该安全距离与电容3的尺寸正相关。电容3的尺寸越大，则该安全距离越大。另外，电容3与印刷电路板之间的寄生电感也与电容3的尺寸正相关。电容3的尺寸越大，则该寄生电感越大。因此，本实施例采用较小尺寸的电容3，以满足上述条件中的至少一个。本实施例不对该参考尺寸加以限定，示例性地，该参考尺寸为：长0.5毫米、宽0.5毫米、厚0.1毫米。
65.本实施例中，至少一个电容3和激光芯片2之间存在两种不同的对应关系，参见如下的情况a1和情况a2。
66.情况a1，参见图2，电容3与激光管21一一对应。在情况a1中，电容3的数量为至少两个，第一电路包括至少两个第一子电路，至少两个电容3与至少两个第一子电路一一对应，
至少两个电容3中的任一电容3通过一个导线与对应的一个激光管21键合，任一电容3通过对应的一个第一子电路与至少一个晶体管4连接，至少两个电容3中的各个电容3与对应的激光管21之间的相对位置关系相同。
67.由于一个电容3通过一个导线与对应的一个激光管21单独键合，且各个电容3与对应的激光管21之间的相对位置关系相同，因而能够在各个激光管21对应的导线长度相同的基础上，进一步使得各个激光管21对应的导线具有相同的形态。从而，使得电流在由电容3通过导线传导至激光管21的过程中，各个导线中的电流方向相同。由此，进一步提高了各个激光管21的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，从而提高了激光发射器的峰值功率。
68.在示例性实施例中，参见图3，对于至少两个电容3中的任一电容3，任一电容3对应的第一虚拟线段和第二虚拟线段位于同一直线，该直线为垂直于晶体管4轴向的直线。第一虚拟线段为任一电容3对应的导线映射于印制电路板1得到的线段，任一电容3对应的导线为与任一电容3键合的激光管21对应的导线，第二映射线段为任一电容3对应的第一子电路映射于印制电路板1得到的线段。
69.对于一个电容3而言，由于该电容3对应的第一虚拟线段和第二虚拟线段位于同一直线，因而该电容3与晶体管4之间的第一子电路中的电流方向以及该电容3与对应的激光管21之间的导线中的电流方向相同。由此，有利于保证各个激光管21的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，从而提高了激光发射器的峰值功率。并且，由于该电容3对应的第一虚拟线段和第二虚拟线段所位于的直线垂直于晶体管4轴向，或者说该直线为竖直的直线，因而减小了电容3与晶体管4之间的第一子电路以及电容3与激光管21之间的导线的长度，从而使得电流需要传导的路径较短。由此，有利于保证各个激光管21的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，从而提高了激光发射器的峰值功率。
70.情况a2，一个电容3对应至少一个激光芯片2。在情况a2中，电容3的数量为至少一个，任一电容3包括至少两个连接点，至少两个连接点与各个激光管21一一对应，第一电路包括至少一个第二子电路，至少一个电容3与至少一个第二子电路一一对应，至少两个连接点中的任一连接点通过一个导线与对应的一个激光管21键合，任一电容3通过对应的一个第二子电路与至少一个晶体管4连接，至少两个连接点中的各个连接点与对应的激光管21之间的相对位置关系相同。
71.其中，一个电容3对应至少一个激光芯片2是指：电容3与激光芯片2一一对应，或者一个电容3对应两个以上的激光芯片2。例如，图4示出了电容3与激光芯片2一一对应的情况。示例性地，一个电容3所对应的激光芯片2为印制电路板1上的部分激光芯片2，或者为印制电路上的全部激光芯片2。并且，一个电容3上包括的至少两个连接点与各个激光管21一一对应，该连接点例如为上述说明中的电极。由于各个连接点与对应的激光管21之间的相对位置关系相同，因而使得各个激光管21对应的导线的长度和形态均相同，从而提高了各个激光管21的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，进而提高了激光发射器的峰值功率。
72.示例性地，电容3与晶体管4之间的第二子电路以及电容3与激光管21之间的导线
均垂直于晶体管4轴向。另外，在情况a2中，需要使用均匀性较高的电容3，以保证电容3上各个连接点的性质相同。可选地，当电容3的均匀性满足要求时，采用上述情况a1和情况a2均可。当电容3的均匀性不满足要求时，采用上述情况a1。
73.以上对电容3和激光芯片2之间的两种对应关系进行了说明。在本实施例中，一个晶体管4对应至少一个激光芯片2，从而使得晶体管4与激光芯片2之间也存在两种不同的对应关系，参见情况b1和情况b2。
74.情况b1：晶体管4与激光芯片2一一对应。
75.情况b2：一个晶体管4对应两个以上的激光芯片2。在情况b2中，需要选择均匀性较高的晶体管4。
76.示例性地，无论是情况b1还是情况b2，一个晶体管4所对应的激光芯片2为印制电路板1上的部分激光芯片2，或者为印制电路上的全部激光芯片2。另外，在情况b1和情况b2中，当电容3与激光芯片2之间的对应关系不同时，电容3与晶体管4的连接方式也有所不同，以下分别进行说明。
77.当电容3与激光管21一一对应时(即情况a1)，任一电容3通过第一电路包括的第一子电路与第一晶体管连接，第一晶体管为任一电容3对应的激光管21所在的激光芯片2对应的晶体管4。由于电容3与激光管21一一对应，因而能够确定电容3对应的激光管21所在的激光芯片2，该激光芯片2与哪个晶体管4相对应，电容3便与哪个晶体管4通过第一子电路连接。
78.当一个电容3对应至少一个激光芯片2时(即情况a2)，任一电容3通过第一电路包括的第二子电路与第二晶体管连接，第二晶体管为该任一电容3对应的激光芯片2对应的晶体管4，第二晶体管对应的激光芯片2中包括任一电容3对应的激光芯片2。由于电容3与激光芯片2一一对应，因而一个电容3对应的激光芯片2与哪个晶体管4相对应，该电容3便与哪个晶体管4通过第二子电路连接。并且，由于第二晶体管对应的激光芯片2中包括任一电容3对应的激光芯片2，因而能够确定：一个电容3对应的激光芯片2数量不大于与该电容3连接的晶体管4对应的激光芯片2数量，或者说，一个电容3对应的激光芯片2是与该电容3连接的晶体管4对应的激光芯片2中的部分或全部激光芯片2。
79.本实施例中可以对电容3与激光芯片2之间的对应关系以及晶体管4与激光芯片2之间的对应关系进行组合，参见如下的情况c1-情况c4。
80.情况c1(情况a1和情况b1)：参见图5，电容3与激光管21一一对应，晶体管4与激光芯片2一一对应。
81.情况c2(情况a1和情况b2)：电容3与激光管21一一对应，一个晶体管4对应两个以上的激光芯片2。例如，参见图6，图6示出了晶体管4对应印制电路板1上的部分激光芯片2的情况。又例如，参见图7，图7示出了晶体管4对应印制电路板1上的全部激光芯片2的情况。
82.情况c3(情况a2和情况b1)：一个电容3对应至少一个激光芯片2，晶体管4与激光芯片2一一对应。根据上文说明可知，当采用情况a2时，一个电容3对应的激光芯片2数量不大于与该电容3连接的晶体管4对应的激光芯片2数量，因而情况c3也即是：电容3和晶体管4均与激光芯片2一一对应，情况c3如图8所示。
83.情况c4(情况a2和情况b2)：一个电容3对应至少一个激光芯片2，一个晶体管4对应两个以上的激光芯片2。在采用情况a2时，需要使得一个电容3对应的激光芯片2数量不大于
与该电容3连接的晶体管4对应的激光芯片2数量。在一些实施方式中，情况c4为：电容3与激光芯片2一一对应，一个晶体管4对应两个以上的激光芯片2，晶体管4对应的激光芯片2为印制电路板1上的部分或全部激光芯片2。例如，参见例如，参见图9，图9示出了该实施方式中晶体管4对应印制电路板1上的部分激光芯片2的情况。又例如，参见图10，图10示出了该实施方式中晶体管4对应印制电路板1上的全部激光芯片2的情况。在另一些实施方式中，情况c4为：电容3和晶体管4均对应两个以上的激光芯片2。例如，参见图11，电容3和晶体管4对应的激光芯片2均为印制电路板1上的部分激光芯片2。又例如，如图12所示，电容3和晶体管4对应的激光芯片2均为印制电路板1上的全部激光芯片2。再例如，参见图13，或电容3对应的激光芯片2为部分激光芯片2且晶体管4对应的激光芯片2为全部激光芯片2。
84.需要说明的是，上述图5-图13中激光芯片数量为4个的情况仅为举例，不用于对本实施例造成限定。另外，一个激光发射器可以采用上述情况c1-情况c4中的一种或多种，本实施例对此不加以限定。例如，一个激光发射器包括两个激光芯片2，其中一个激光芯片2采用上述情况c1，另外一个激光芯片2采用上述情况c3。对于其他情况，此处不再一一进行赘述。
85.在示例性实施例中，至少一个电容3位于至少一个晶体管4产生的放电平面中。晶体管4产生的放电平面可参见图14和图15。其中，电容3和晶体管4之间通过印制电路板1上印制的第一电路连接。至少一个电容3位于至少一个晶体管4产生的放电平面中，也即是第一电路位于至少一个晶体管4产生的放电平面中。通过使得第一电路位于放电平面中，有利于保证电流在第一电路中传导的一致性，保证了各个激光管21的一致性，各个激光管21同时发光时，相互之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，提高了激光发射器的峰值功率。
86.在示例性实施例中，本实施例使得至少一个电容3位于至少一个晶体管4产生的放电平面中的方式包括：任一晶体管4轴向的两端之间的距离不小于任一晶体管4对应的各个电容3在轴向上形成的映射距离。其中，各个电容3包括任一晶体管4对应的激光芯片2包括的激光管21对应的电容3(例如情况c1和情况c2)，或者各个电容3包括任一晶体管4对应的激光芯片2对应的电容3(例如情况c3和情况c4)。
87.需要说明的是，当一个晶体管4仅对应一个电容3时(例如情况c3以及情况c4中图11和图12所示的举例)，即上述各个电容的数量为一个时，该晶体管4对应的各个电容3在轴向上形成的映射距离是指：该晶体管4对应的一个电容3两端之间的距离。例如，参见图14，图14示出了以情况c3为例的映射距离。当一个晶体管4对应两个以上的电容3时(例如情况c1、情况c2以及情况c4中图9和图10所示的举例)，即上述各个电容的数量为至少两个时，该晶体管4对应的各个电容3在轴向上形成的映射距离是指：第一电容的第一端与第二电容的第二端之间的距离。其中，第一电容是两个以上的电容3中与该晶体管4的第一端距离最小的电容，第二电容是两个以上的电容3中与该晶体管4的第二端距离最小的电容。例如，参见图15，图15示出了以情况c1为例的映射距离。
88.在上文说明激光管21发射激光光束的原理时，已提及晶体管4会被电流驱动。接下来，对晶体管4被电流驱动的过程以及实现该过程的结构进行说明。
89.在示例性实施例中，参见图16，激光发射器还包括驱动器5，驱动器5通过印制电路板1上印制的第二电路与至少一个晶体管4连接，其中，驱动器5用于根据接收的控制信号驱
动至少一个晶体管4，以通过至少一个晶体管4控制各个激光管21发射激光光束。
90.其中，驱动器5例如为氮化镓驱动器5。示例性地，参见图17和图18，印制电路板1上包括外部输入接口，驱动器5通过该外部输入接口接收控制器发送的控制信号。本实施例不对控制器加以限定，控制器例如为单片机、处理器等等。驱动器5接收控制信号之后产生电流，该电流通过第二电路传导至晶体管4，从而使得晶体管4被电流驱动。
91.需要说明的是，通过驱动器5可以根据控制接收到的控制信号控制各个激光芯片2同时发射激光光束(又称同时发光)，还可以控制各个激光芯片2轮流发射激光光束(又称轮询发光)。以激光发射器中包括4个激光芯片2，每个激光芯片2均包括4个激光管21为例，当控制各个激光芯片2同时发光时，相比于仅使用1个激光管的激光发射器，能够提升16倍的峰值功率，但此种方式功耗较大、可能降低激光发射器的使用寿命。当控制各个激光芯片2轮询发光时，相比于仅使用1个激光管的激光发射器，能够提升4倍的峰值功率，且能够减小功率、延长激光发射器的使用寿命。能够理解的是，同时发光和轮询发光两种发光方式可以根据实际需要进行选择。
92.在示例性实施例中，当晶体管4的数量为至少两个时，第二电路包括两种不同的情况，参见如下的情况d1和情况d2。
93.情况d1，参见图17，第二电路包括第三子电路和至少两个第四子电路，第三子电路和至少两个第四子电路连接，至少两个第四子电路和至少两个晶体管4一一对应，至少两个第四子电路满足长度相同和阻抗匹配(impedance matching)中的至少一个条件。
94.在情况d1中，驱动器5中产生的电流首先通过第三子电路传导，当传导至第三子电路的末端之后，再分别通过各个第四子电路传导至各个晶体管4。由于各个第四子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件，因而使得电流在各个第四子电路中的传导时间相同。也就是说，驱动器5产生电流之后，各个晶体管4会在相同时间之后被电流驱动，从而保证了各个晶体管4在时间上同步，进而保证了各个激光管21发射激光光束的时间同步性，有利于提高激光发射器的峰值功率，尤其提高了该激光发射器在激光光束的发射瞬间的峰值功率。
95.其中，由于第三子电路的末端与至少两个晶体管4中的各个晶体管4的相对位置关系不同，因而至少两个第四子电路中的各个第四子电路的形态不完全一致，以使得各个第四子电路能够满足长度相同的条件。另外，阻抗匹配是指：信号源(即驱动器)内阻与所接传输线(即各个第四子电路)的特性阻抗大小相等且相位相同，或者，信号源内阻与总阻抗大小相等且相位相同，总阻抗是指所接传输线的特性阻抗和所接传输线上的各个负载的阻抗之和。因此，本实施例通过在各个第四信号线上增加负载来实现阻抗匹配。在各个第四信号线上增加负载包括：在各个第四信号线上串联(或并联)电容、电阻等元件。通过实现阻抗匹配，能够使得信号源产生的信号(即电流)均能正常传导，且传导过程中反射的信号可以忽略不计，从而提升能源(即电能)效益。
96.情况d2，参见图18，第二电路包括至少两个第五子电路，至少两个第五子电路和至少两个晶体管4一一对应，至少两个第五子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件。
97.在情况d2中，驱动器5中产生的电流通过各个第五子电路传导至各个晶体管4。由于各个第五子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件，因而保证了各个激光管21
发射激光光束的时间同步性，有利于提高激光发射器的峰值功率。另外，至少两个第五子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件参见情况d1中对于第四子电路的说明，此处不再进行赘述。
98.在示例性实施例中，激光发射器还包括整形器6。示例性地，整形器6例如为整形电路，本实施例不对整形器6加以限定，只要能够实现整形能力即可。其中，对于上述情况d1，即第二电路包括第三子电路和至少两个第四子电路，参见图17，第三子电路和至少两个第四子电路通过整形器6连接。对于上述情况d2，即当第二电路包括至少两个第五子电路时，参见图18，至少两个第五子电路中的任一第五子电路均包括一个整形器6。当然，除了整形器6之外，激光发射器中还可以根据实际需求包括具有其他功能的元件，本实施例不对其他功能的元件加以限定。
99.综上所述，本实施例提供的激光发射器不仅尺寸较小、实用性较强，而且由于键合电容和各个激光管的导向长度相同，使得电容和各个激光管之间具有长度相同的放电环路路径，从而保证了各个激光管的一致性，因而至少一个激光芯片2包括的至少两个激光管21同时发光时，不同激光管21之间的相位差和波形差异较小，不同激光管21的能量能够相互叠加而不会发生分散，提高了激光发射器的峰值功率，发挥了激光芯片、电容和晶体管的极限性能。
100.在此基础上，本实施例还通过对电容与激光管之间的相对位置关系的设置，使得各个激光管对应的导线具有相同的形态。本实施例还使得激光管对应的导线以及电容与晶体管之间的第一电路能够映射于同一直线，从而保证电流依次传递至晶体管、电容和激光管的过程中电流方向保持不变。本实施例还使得电容位于晶体管产生的放电平面内。通过这些设置，进一步提高了各个激光管对应的放电环路路径的相似程度，提升了各个激光管的一致性，使得不同激光管的能量能够相互叠加而不会发生分散，从而提高了激光发射器的峰值功率。
101.另外，当激光发射器包括至少两个晶体管时，本实施例还使得驱动器与晶体管之间的各个子电路满足长度相同和阻抗匹配中的至少一个条件，从而保证了各个激光管的时间同步性，有利于提高激光发射器的峰值功率。
102.本技术实施例提供的激光发射器能够应用于多种需要提升激光发射器的峰值功率的场景，本实施例不对该激光发射器的应用场景加以限定。例如，该激光发射器能够应用于激光雷达，能够应用的激光雷达包括但不限于：脉冲激光雷达、连续波激光雷达，脉冲激光雷达比如飞行时间(time of flight，tof)激光雷达，连续波激光雷达比如调频连续波(frequency modulated continuous wave，fmcw)激光雷达。又例如，该激光发射器能够应用于激光笔。
103.本技术实施例还提供了一种激光雷达，参见图19，该激光雷达包括控制器1902、激光发射器1901和激光接收器1903，激光发射器1901和激光接收器1903分别与控制器1902连接，激光发射器1901为上述任一示例性实施例提供的激光发射器。
104.其中，控制器1902用于向激光发射器1901发送控制信号。激光发射器1901用于接收控制信号，基于控制信号向对象发射第一光束，向控制器1902发送第一光束的第一信息。激光接收器1903用于接收第二光束，第二光束为对象对第一光束进行反射得到的光束，向控制器1902发送第二光束的第二信息，第一光束和第二光束均为激光光束。控制器1902还
用于基于第一信息和第二信息确定对象的特征信息。
105.在该激光雷达中，控制器1902可以是独立设置的控制器，也可以是集成于激光发射器1901或者激光接收器1903中的控制器，该控制器例如为单片机、处理器等等，本实施例不对该控制器1902加以限定。示例性地，特征信息包括但不限于对象与激光发射器之间的距离、对象的速度等等，本实施例不对特征信息加以限定。在一些实施方式中，当激光雷达为tof激光雷达时，上述第一光束的第一信息为第一光束的发射时间，第二光束的第二信息为第二光束的接收时间。在另一些实施方式中，当激光雷达为fmcw激光雷达时，上述第一光束的第一信息为第一光束的光频率，第二光束的第二信息为第二光束的光频率。本实施例不对第一光束的第一信息和第二光束的第二信息加以限定。
106.结合如下的雷达方程对本实施例提供的激光雷达的技术效果进行说明：
[0107][0108]
其中，pr为激光接收器的接收功率，p
t
为激光发射器的峰值功率。ρ为对象对第一光束的反射率，η
atm
为第一光束的空气透射率，η
opt
为激光发射器和激光接收器构成的光学系统的效率，光学系统的效率与光学系统的能量损耗率之和为1。a
obj
为对象被第一光束照射的面积，a
rec
为激光接收器在对象所在平面的视场面积。例如，激光接收器在对象所在平面的视场面积是指：激光接收器的接收镜头在对象所在平面的视场面积。π为圆周率，r为激光接收器与对象之间的距离，a
laser
为第一光束在对象所在平面形成的激光光斑面积。
[0109]
在激光雷达进行探测的过程中，需要保证激光接收器的接收功率pr大于一定阈值。因此在确定激光雷达能够探测的极限距离r
max
(即r的最大值)时，pr为上述一定阈值，则激光雷达能够探测的极限距离r
max
与激光发射器的峰值功率p
t
的平方根呈正比。由于本实施例提供的激光发射器具有较高的峰值功率，因而增加了激光雷达能够探测的极限距离。由于本实施例提供的激光发射器中用于发射激光光束的各个激光管具有较高的一致性和时间同步性，因而使得应用该激光发射器的激光雷达具有较高的探测精度。
[0110]
本技术实施例还提供了一种确定特征信息的方法，该方法应用于图19所示的激光雷达。参见图20，该方法包括如下的步骤。
[0111]
2001，控制器向激光发射器发送控制信号。
[0112]
2002，激光发射器接收控制信号，基于控制信号向对象发射第一光束。
[0113]
2003，激光发射器向控制器发送第一光束的第一信息。
[0114]
2004，激光接收器接收第二光束，第二光束为对象对第一光束进行反射得到的光束。
[0115]
其中，上述第一光束和第二光束均为激光光束。
[0116]
2005，激光接收器向控制器发送第二光束的第二信息。
[0117]
2006，控制器基于第一信息和第二信息确定对象的特征信息。
[0118]
该方法的各步骤可参见上文图19对应的说明，此处不再进行赘述。
[0119]
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本技术的可选实施例，在此不再一一赘述。以上为本技术的实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。