光电探测器测试系统及其测试方法、激光雷达与流程

本说明书实施例涉及光电探测，尤其涉及一种光电探测器测试系统及其测试方法、激光雷达。

背景技术：

1、光电探测器广泛应用于光通信、激光雷达等领域，工作原理为：当光电探测器接收到光子后产生光生载流子，光生载流子进行迁移运动形成光电流，其中，光电探测器产生的光生载流子(即电子-空穴对)个数与入射光子的个数比称为量子效率，是反映光电探测器性能的重要指标。

2、目前，光电探测器的感光效率可以用光子探测效率(photon detect efficiency，pde)来表征，其中，光子探测效率＝量子效率*雪崩触发效率，其中雪崩触发效率是指当施加在光电探测器上的反向偏置电压超过其击穿电压时，光生载流子在高电场区域触发雪崩效应的概率。

3、然而，实际上光电探测器在整个光敏面上的感光效率分布并不均匀，通常中心区域的感光效率高，边缘区域的感光效率低。理论上有效的探测区域越大，光电探测器对应的pde越高，因此需要对光电探测器光敏面上的感光效率分布进行检测，以评估光电探测器的探测性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种光电探测器测试系统及其测试方法、激光雷达，能够对光电探测器的探测性能进行评估。

2、本说明书实施例提供了一种光电探测器测试系统，所述光电探测器包括至少一个光电探测单元，所述光电探测器测试系统包括：

3、测试光源，适于发射探测光，照射所述光电探测器，以使所述光电探测器产生感应电流；

4、成像单元，适于在接收到所述光电探测器反射的探测光时，生成对应的第一图像；

5、承载单元，适于根据所述第一图像，承载并带动所述光电探测器运动，调节所述探测光照射在光电探测单元上的位置；

6、处理单元，适于在所述探测光入射至预设的测试位置点时，根据对应的感应电流，确定所述光电探测单元的探测性能。

7、可选地，光电探测器测试系统还包括：

8、偏转单元，设置于所述探测光的传输路径上，适于将所述探测光传输至所述光电探测器，以及将经所述光电探测器反射的探测光传输至所述成像单元。

9、可选地，光电探测器测试系统，还包括：照明光源，适于提供照明光。

10、可选地，所述偏转单元，还适于将所述照明光传输至所述光电探测器，以及将经所述光电探测器反射的照明光传输至所述成像单元；

11、所述成像单元，还适于在接收到的所述照明光时，生成对应的第二图像，以定位所述光电探测单元上预设测试点的位置；

12、所述承载单元，还适于根据所述第一图像中所述光源照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点，调节所述光源照射在所述光电探测单元上的位置。

13、可选地，所述偏转单元包括分光模块，适于分别将所述探测光分为多束子探测光、将所述照明光分为多束子照明光，并将所述子探测光和所述子照明光传输至所述光电探测器；以及适于将经所述光电探测器反射的子探测光和子照明光传输至所述成像单元。

14、可选地，所述分光模块包括：第一分光部件和第二分光部件，其中：

15、所述第一分光部件，适于将所述照明光进行分光，并传输至所述第二分光部件；以及适于将经所述第二分光部件传输的经所述光电探测器表面反射的所述子照明光和所述子探测光传输至所述成像单元；

16、所述第二分光部件，适于对经所述第一分光部件分光后的照明光进行分光，得到多束所述子照明光，并适于将所述探测光分为多束所述子探测光，且适于将所述子照明光和所述子探测光传输至所述光电探测器；以及适于将经所述光电探测器表面反射的所述子照明光和所述子探测光传输至所述第一分光部件。

17、可选地，所述第一分光部件包括：第一薄膜分束器；

18、所述第二分光部件包括：第二薄膜分束器。

19、可选地，所述承载单元包括：

20、控制模块，适于基于所述第一图像中所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点的位置，生成相应的位移控制信号；

21、承载模块，适于响应于所述位移控制信号，带动所述光电探测单元运动，调节所述探测光照射在所述光电探测器上的位置。

22、可选地，光电探测器测试系统还包括：

23、滤光单元，设置于所述照明光源和所述偏转单元之间，适于使所述照明光中具有预设波长的光通过。

24、可选地，所述预设波长为所述光电探测器的工作波长。

25、可选地，光电探测器测试系统还包括：准直单元，设置于所述测试光源和所述偏转单元之间，适于准直所述探测光。

26、可选地，光电探测器测试系统还包括：光强调节单元，设置于所述测试光源和所述偏转单元之间，适于调节所述探测光的光强。

27、可选地，所述光强调节单元包括：衰减片。

28、可选地，光电探测器测试系统还包括：

29、调焦单元，设置于所述偏转单元和所述光电探测器之间，适于调节所述探测光在所述光电探测单元上形成的光斑尺寸。

30、可选地，光电探测器测试系统还包括：

31、放大单元，设置于所述偏转单元和所述成像单元之间，适于将所述光电探测单元所对应的图像进行放大。

32、本说明书实施例还提供一种光电探测器测试方法，所述光电探测器包括至少一个光电探测单元，所述测试方法包括：

33、发射探测光，并照射至所述光电探测器，使所述光电探测器产生感应电流；

34、在接收到经光电探测单元反射的探测光时，生成对应的第一图像；

35、根据所述第一图像，带动所述光电探测器运动，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置；

36、在所述探测光入射至预设的测试位置点时，根据对应的感应电流，确定所述光电探测单元的探测性能。可选地，所述的测试方法还包括：

37、提供照明光。

38、可选地，所述的测试方法还包括：

39、将所述照明光传输至所述光电探测器；

40、在接收到的经所述光电探测单元表面反射的所述照明光时，生成对应的第二图像，以定位所述光电探测单元上预设测试点的位置；

41、根据所述第一图像中探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置。

42、可选地，所述根据所述图像中所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置，包括：

43、根据所述第一图像中所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点的位置，生成相应的位移控制信号；

44、响应于所述位移控制信号，带动所述光电探测单元运动，调节所述探测光照射在所述探测光电探测单元上的位置，直至所述探测光入射至所述测试位置点。

45、可选地，所述根据对应的感应电流，确定所述光电探测单元的探测性能之前，还包括：

46、关闭所述照明光；

47、遮蔽环境光。

48、本说明书实施例还提供一种激光雷达，包括：

49、激光器，包括：至少一个激光发射单元，适于发射探测光束；

50、光电探测器，包括：至少一个光电探测单元，适于接收与所述探测光束相对应的回波光束；

51、处理器，与所述激光器和所述光电探测器分别耦接，适于根据回波光束入射至所述光电探测单元上的区域以及对应区域的探测性能，修正探测结果。

52、可选地，所述对应区域的探测性能，采用如下方法检测：

53、发射探测光，并照射至所述光电探测器，使所述光电探测器产生感应电流；

54、在接收到经光电探测单元反射的探测光时，生成对应的第一图像；

55、根据所述第一图像，带动所述光电探测器运动，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置；

56、在所述探测光入射至预设的测试位置点时，根据对应的感应电流，确定所述光电探测单元的探测性能。

57、采用本说明书提供的光电探测器测试系统，所述光电探测器可以包括多个光电探测单元，在接收到光电探测器反射的探测光时，成像单元可以对所述光电探测器进行成像，生成用于显示探测光在光电探测单元位置的第一图像，进而承载单元可以根据所述第一图像，承载并带动所述光电探测器运动，调节探测光在所述光电探测单元上的位置。在调节过程中，探测光可以入射至所述光电探测器预设的测试位置点，由于测试光源发出的探测光能够使光电探测器产生感应电流，因此处理单元可以获取所述光电探测器的感应电流，并根据对应的感应电流，对光电探测器的探测性能进行评估。

58、进一步地，光电探测器测试系统还可以包括设置于所述探测光传输路径上的偏转单元，由于所述偏转单元能够对探测光进行偏转及引导，使得探测光能够被传输至所述光电探测器，以及能够将经所述光电探测器反射的探测光传输至所述成像单元，提高照射至光电探测器和成像单元的探测光的比例，进而提高探测光的利用率，并且能够灵活设置测试光源、成像单元和光电探测器间的相对位置关系，便于对光电探测器进行探测性能测试。

59、进一步地，由于环境光照会影响感应电流的大小，为提高光电探测器的探测性能的准确性，可以将光电探测器测试系统放置于黑暗环境，在此情况下，可以采用照明光源为所述光电探测器测试系统提供照明光，从而可以进一步提高光电探测器的探测性能的准确性。

60、进一步地，通过偏转单元将照明光传输至光电探测器，能够照亮所述光电探测器，进而在成像单元接收到经光电探测器反射的照明光时，能够生成用于显示所述光电探测单元上预设测试点位置的第二图像，承载单元可以根据所述第一图像中所述光源照射在所述光电探测器上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点，调节所述探测光照射在所述光电探测器上的位置，从而能够使得探测光照射至光电探测单元的不同测试位置点，或者照射所述承载单元上放置的其他光电探测单元，提升测试过程的流畅性，进而提高测试效率。并且，通过控制承载单元的运动，能够确保探测光入射至测试位置点，提高光电探测单元的探测性能的评估精确度。

61、进一步地，偏转单元包括分光模块，在一次测试过程中，通过所述分光模块能够分别将所述探测光分为多束子探测光、将所述照明光分为多束子照明光，并将所述子探测光和所述子照明光传输至所述光电探测单元，以及将电探测器反射的子探测光和子照明光传输至所述成像单元，实现探测光路和照明光光路的复用，无需分别为光电探测单元、成像单元提供照明光，降低系统复杂度。

62、进一步地，由于承载单元可以包括控制模块和承载模块，控制模块可以基于所述第一图像中所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点的位置，生成相应的位移控制信号，承载模块能够响应于所述位移控制信号，带动所述光电探测器运动，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置，整个控制过程无需人工操作，控制精度更高，能够进一步提高光电探测单元的探测性能的评估精确度。

63、进一步地，由于光电探测器测试系统还可以包括设置于所述照明光源和所述偏转单元之间的滤光单元，因此能够对照明光进行滤光处理，使的所述照明光中具有预设波长的光通过，从而能够减弱其他波长的光对探测器性能评估过程的影响，进一步提高光电探测器的探测性能的评估精确度。

64、进一步地，光电探测器测试系统还可以包括设置于测试光源和偏转单元之间的准直单元，能够将传输方向杂乱的探测光准直为平行光，提高传输至偏转单元的光束质量，进而提高探测光在光电探测器形成的光斑质量，提高测试精度，并且能够使得经第二分光部件分光后各子探测光束入射至光电探测器的同一位置处，从而便于确定探测光在光电探测器的位置。

65、进一步地，光电探测器测试系统还可以包括设置于测试光源和偏转单元之间的光强调节单元，能够调节探测光的光强，一方面，能够避免因探测光光强较大，导致光电探测器过饱和工作，或者因探测光光强较小，导致光电探测器无法产生感应电流；另一方面，经偏转单元传输后，能够提高探测光在光电探测器形成的光斑的清晰度及光斑大小，使得探测光汇聚在光电探测器的测试位置点上，提高测试精度。

66、进一步地，光电探测器测试系统还可以包括设置于偏转单元和光电探测器之间的调焦单元，能够调节探测光在所述光电探测器上形成的光斑尺寸，使得探测光能够汇聚在光电探测器的测试位置点上，进一步提高测试精度。

67、进一步地，光电探测器测试系统还可以包括放大单元，所述放大单元可以设置于偏转单元和成像单元之间，因此能够所述光电探测器所对应的图像进行放大，便于确定探测光入射至光电探测器的位置。

技术特征：

1.一种光电探测器测试系统，所述光电探测器包括至少一个光电探测单元，其特征在于，所述光电探测器测试系统包括：

2.根据权利要求1所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述偏转单元，还适于将所述照明光传输至所述光电探测器，以及将经所述光电探测器反射的照明光传输至所述成像单元；

5.根据权利要求4所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述偏转单元包括分光模块，适于分别将所述探测光分为多束子探测光、将所述照明光分为多束子照明光，并将所述子探测光和所述子照明光传输至所述光电探测器；以及适于将经所述光电探测器反射的子探测光和子照明光传输至所述成像单元。

6.根据权利要求5所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述分光模块包括：第一分光部件和第二分光部件，其中：

7.根据权利要求6所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述第一分光部件包括：第一薄膜分束器；

8.根据权利要求4所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述承载单元包括：

9.根据权利要求3所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述预设波长为所述光电探测器的工作波长。

11.根据权利要求2所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

12.根据权利要求2所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

13.根据权利要求12所述的光电探测器测试系统，其特征在于，所述光强调节单元包括：衰减片。

14.根据权利要求2所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

15.根据权利要求2所述的光电探测器测试系统，其特征在于，还包括：

16.一种光电探测器测试方法，所述光电探测器包括至少一个光电探测单元，其特征在于，所述测试方法包括：

17.根据权利要求16所述的测试方法，其特征在于，还包括：

18.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，还包括：

19.根据权利要求18所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述图像中所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置以及所述第二图像中所述测试位置点，调节所述探测光照射在所述光电探测单元上的位置，包括：

20.根据权利要求17所述的测试方法，其特征在于，所述根据对应的光电流，确定所述光电探测单元的探测性能之前，还包括：

21.一种激光雷达，其特征在于，包括：

22.根据权利要求21所述的激光雷达，其特征在于，所述对应区域的探测性能，采用如下方法检测：

技术总结
本说明书实施例提供一种光电探测器测试系统及其测试方法、激光雷达，其中，光电探测器包括至少一个光电探测单元，光电探测器测试系统包括：测试光源，适于发射探测光，照射所述光电探测器，以使所述光电探测器产生感应电流；成像单元，适于在接收到所述光电探测器反射的探测光时，生成对应的第一图像；承载单元，适于根据所述第一图像，承载并带动所述光电探测器运动，调节所述探测光照射在光电探测单元上的位置；处理单元，适于在所述探测光入射至预设的测试位置点时，根据对应的感应电流，确定所述光电探测单元的探测性能。采用上述方案，能够对光电探测器的探测性能进行评估。

技术研发人员：吴攸,向少卿
受保护的技术使用者：上海禾赛科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23