一种激光收发芯片及一种激光探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种激光收发芯片，光收发单元连接光开关阵列中对应的输出端；光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；光开关阵列的输出端连接光分束器的输入端，光分束器的第一输出端连接光发射器，光分束器的第二输出端连接探测器；光接收器的输出端连接探测器，同一光收发单元中光接收器与光发射器相邻设置；光开关阵列用于通过光发射器发射探测激光，光接收器用于接收返回的探测激光，探测器用于根据发送以及接收的两探测激光确定探测激光的飞行时间。通过将光发射器与光接收器合并为一个光收发单元仅连接一个光开关阵列，可以简化结构，节省能耗，且方向自然对准。本发明专利技术还提供了一种激光探测器，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种激光收发芯片及一种激光探测器
本专利技术涉及激光芯片
，特别是涉及一种激光收发芯片以及一种激光探测器。
技术介绍
激光雷达在大气探测、城市测绘、海洋探测、自主驾驶、机器人技术、激光电视、激光三维成像、工业机械人等都有广泛的应用。小型化、安全化、网络化、智能化是未来激光雷达面临的挑战,当前市场上大多数激光雷达所采用的还是由离散的自由空间光学元件构成，包括激光器、镜头和外部接收器等。在这些硬件组合中，激光发射单元在振荡的同时还需要旋转进行扫描，这使得其结构复杂，体积庞大，扫描范围小，而且价格昂贵，成本达到几万美元。所以如何提供一种结构紧凑的激光收发芯片是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光收发芯片，结构较为紧凑；本专利技术的另一目的在于提供一种激光探测器，结构较为紧凑。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种激光收发芯片，包括一光开关阵列和多个光收发单元，所述光收发单元连接所述光开关阵列中对应的输出端；所述光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；所述光开关阵列的输出端连接所述光分束器的输入端，所述光分束器的第一输出端连接所述光发射器，所述光分束器的第二输出端连接所述探测器；所述光接收器的输出端连接所述探测器，同一所述光收发单元中所述光接收器与所述光发射器相邻设置；所述光开关阵列用于通过所述光发射器发射探测激光，所述光接收器用于接收返回的所述探测激光，所述探测器用于根据两所述探测激光确定所述探测激光的飞行时间。可选的，所述探测器包括光波混合器和平衡探测器；所述光分束器的第二输出端连接所述光波混合器，所述光接收器的输出端连接所述光波混合器；所述光波混合器设置有两路输出波导，两路所述输出波导均连接所述平衡探测器；所述探测激光为调频激光，所述光波混合器用于将两路所述探测激光混合后平均分配至两路所述输出波导，所述平衡探测器用于检测两所述探测激光的频率差。可选的，所述探测激光为线性调频激光。可选的，所述光波混合器为定向耦合器或多模干涉仪。可选的，所述光收发单元包括多个光接收器，多个所述光接收器围绕所述光发射器分布。可选的，所述光收发单元中所述探测器与所述光接收器一一对应，任一所述探测器均与所述光分束器的一输出端连接。可选的，所述光发射器为光发射光栅，所述光接收器为光接收光栅。可选的，所述光发射光栅朝向预设的发射方向，所述光接收光栅朝向预设的接收方向。可选的，所述光发射光栅表面设置有发射微透镜阵列，使所述光发射光栅向预设的发射方向发射所述探测激光；所述光接收光栅表面设置有接收微透镜阵列，使所述光接收光栅接收预设的接收方向返回的所述探测激光。本专利技术还提供了一种激光探测器，包括如上述任一项所述的激光收发芯片。本专利技术所提供的一种激光收发芯片，包括一光开关阵列和多个光收发单元，光收发单元连接光开关阵列中对应的输出端；光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；光开关阵列的输出端连接光分束器的输入端，光分束器的第一输出端连接光发射器，光分束器的第二输出端连接探测器；光接收器的输出端连接探测器，同一光收发单元中光接收器与光发射器相邻设置；光开关阵列用于通过光发射器发射探测激光，光接收器用于接收返回的探测激光，探测器用于根据发送以及接收的两探测激光确定探测激光的飞行时间。通过将光发射器与光接收器合并为一个光收发单元仅连接一个光开关阵列，可以简化结构，节省能耗；且光发射器与对应的光接收器相邻设置，距离近，方向自然对准，且可以在一个芯片上实现单片集成。本专利技术还提供了一种激光探测器，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例所提供的一种激光收发芯片的结构示意图；图2为图1中光收发单元的结构示意图；图3为图2中一种光波混合器的结构示意图；图4为图2中另一种光波混合器的结构示意图；图5为本专利技术实施例所提供的一种具体的光收发单元的结构示意图；图6为本专利技术实施例所提供的另一种具体的光收发单元的结构示意图；图7为本专利技术实施例所提供的一种具体的光发射器的结构示意图。图中：1.光开关阵列、2.光收发单元、3.光发射器、4.光接收器、5.光分束器、6.探测器、7.光波混合器、8.平衡探测器。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种激光收发芯片。在现有技术中，激光发射单元在振荡的同时还需要旋转进行扫描，这使得其结构复杂，体积庞大，扫描范围小，而且价格昂贵。而本专利技术所提供的一种激光收发芯片，其特征在于，包括一光开关阵列和多个光收发单元，光收发单元连接光开关阵列中对应的输出端；光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；光开关阵列的输出端连接光分束器的输入端，光分束器的第一输出端连接光发射器，光分束器的第二输出端连接探测器；光接收器的输出端连接探测器，同一光收发单元中光接收器与光发射器相邻设置；光开关阵列用于通过光发射器发射探测激光，光接收器用于接收返回的探测激光，探测器用于根据发送以及接收的两探测激光确定探测激光的飞行时间。通过将光发射器与光接收器合并为一个光收发单元仅连接一个光开关阵列，可以简化结构，节省能耗；且光发射器与对应的光接收器相邻设置，距离近，方向自然对准，且可以在一个芯片上实现单片集成。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图2，图3以及图4，图1为本专利技术实施例所提供的一种激光收发芯片的结构示意图；图2为图1中光收发单元的结构示意图；图3为图2中一种光波混合器的结构示意图；图4为图2中另一种光波混合器的结构示意图。参见图1，在本专利技术实施例中，激光收发芯片包括一光开关阵列1和多个光收发单元2，所述光收发单元2连接所述光开关阵列1中对应的输出端；所述光收发单元2包括光分束器5、光发射器3、光接收器4和探测器6；所述光开关阵列1的输出端连接所述光分束器5的输入端，所述光分束器5的第一输出端连接所述光发射器3，所述光分束器5的第二输出端连接所述探测器6；所述光接收器4的输出端连接所述探测器6，同一所述光收发单元2中所述光接收器4与所述光发射器3相邻设置；所述光开关阵列1用于通过所述光发射器3发射探测激光，所述光接收器4用于接收返回的所述探测激光，所述探测器6用于根据两所述探测激光确定所述探测激光的飞行时间。在本专利技术实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光收发芯片，其特征在于，包括一光开关阵列和多个光收发单元，所述光收发单元连接所述光开关阵列中对应的输出端；/n所述光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；所述光开关阵列的输出端连接所述光分束器的输入端，所述光分束器的第一输出端连接所述光发射器，所述光分束器的第二输出端连接所述探测器；所述光接收器的输出端连接所述探测器，同一所述光收发单元中所述光接收器与所述光发射器相邻设置；/n所述光开关阵列用于通过所述光发射器发射探测激光，所述光接收器用于接收返回的所述探测激光，所述探测器用于根据两所述探测激光确定所述探测激光的飞行时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光收发芯片，其特征在于，包括一光开关阵列和多个光收发单元，所述光收发单元连接所述光开关阵列中对应的输出端；
所述光收发单元包括光分束器、光发射器、光接收器和探测器；所述光开关阵列的输出端连接所述光分束器的输入端，所述光分束器的第一输出端连接所述光发射器，所述光分束器的第二输出端连接所述探测器；所述光接收器的输出端连接所述探测器，同一所述光收发单元中所述光接收器与所述光发射器相邻设置；
所述光开关阵列用于通过所述光发射器发射探测激光，所述光接收器用于接收返回的所述探测激光，所述探测器用于根据两所述探测激光确定所述探测激光的飞行时间。


2.根据权利要求1所述的激光收发芯片，其特征在于，所述探测器包括光波混合器和平衡探测器；所述光分束器的第二输出端连接所述光波混合器，所述光接收器的输出端连接所述光波混合器；所述光波混合器设置有两路输出波导，两路所述输出波导均连接所述平衡探测器；
所述探测激光为调频激光，所述光波混合器用于将所述探测激光混合后平均分配至两路所述输出波导，所述平衡探测器用于检测两所述探测激光的频率差。


3.根据权利要求2所述的激光收发芯片，其特征在于，所述探测激光为线性调频激...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋俊峰，王欣伟，李雨轩，刘晓斌，李雪妍，郜峰利，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22