光设备制造技术

光设备具备：第1波导，沿第1方向延伸；以及第2波导，与上述第1波导连接；上述第2波导具备：第1镜，具有第1反射面；第2镜，具有与上述第1反射面对置的第2反射面；以及上述第1镜与上述第2镜之间的光波导层，在内部包含包括上述第1波导的前端部的部分；上述第1波导及上述第2波导中的至少一方在当从与上述第1反射面垂直的方向观察的情况下上述第1镜、上述第2镜及上述第1波导重叠的连接区域的一部分具有1个以上的光栅；上述1个以上的光栅从上述连接区域中的上述第1镜或上述第2镜的端部在上述第1方向上离开了比上述第1镜的厚度及上述第2镜的厚度的至少一方长的距离。的厚度的至少一方长的距离。的厚度的至少一方长的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光设备


[0001]本专利技术涉及光设备。

技术介绍

[0002]以往，提出了能够用光来扫描(scan)空间的各种设备。
[0003]专利文献1公开了能够使用使镜旋转的驱动装置进行通过光的扫描的结构。
[0004]专利文献2公开了具有二维排列的多个纳米光子天线元件的光相控阵列。各个天线元件与可变光延迟线(即移相器)光学上耦合。在该光相控阵列中，相干光束通过波导被引导至各个天线元件，通过移相器，光束的相位发生移位。由此，能够使远场辐射图的振幅分布变化。
[0005]专利文献3公开了一种光偏转元件，具备：光波导，具有光在内部导波的光波导层和形成于光波导层的上表面及下表面的第1分布布拉格镜；光入射口，用来使光入射至光波导内；以及光射出口，为了射出从光入射口入射并在光波导内导波的光而形成于光波导的表面。
[0006]专利文献4公开了一种光扫描设备，具备通过全反射使光传播的第1波导和使光在2个多层反射膜之间传播的第2波导。第1波导及第2波导被连接。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：国际公开第2013/168266号
[0010]专利文献2：日本特表2016－508235号公报
[0011]专利文献3：日本特开2013－16591号公报
[0012]专利文献4：国际公开第2018/061514号

技术实现思路

[0013]专利技术要解决的课题
[0014]本专利技术的目的是提供一种能够以比较简单的结构实现波导间的光耦合的新的光设备。
[0015]用来解决课题的手段
[0016]有关本专利技术的一技术方案的光设备具备：第1波导，沿第1方向延伸；以及第2波导，与上述第1波导连接；上述第2波导具备：第1镜，具有第1反射面；第2镜，具有与上述第1反射面对置的第2反射面；以及上述第1镜与上述第2镜之间的光波导层，在内部包含包括上述第1波导的前端部的部分。上述第1波导及上述第2波导中的至少一方，在当从与上述第1反射面垂直的方向观察的情况下上述第1镜、上述第2镜及上述第1波导重叠的连接区域的一部分具有1个以上的光栅。上述1个以上的光栅从上述连接区域中的上述第1镜或上述第2镜的端部在上述第1方向上离开了比上述第1镜的厚度及上述第2镜的厚度的至少一方长的距离。
[0017]本专利技术的包含性或具体的形态也可以通过设备、系统、方法或它们的任意的组合实现。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术的一技术方案，能够以比较简单的结构实现波导间的光耦合。
附图说明
[0020]图1是示意地表示光扫描设备的例子的立体图。
[0021]图2是示意地表示一个波导元件的截面的构造及传播的光的例子的图。
[0022]图3A是表示向与波导阵列的射出面垂直的方向射出光的波导阵列的截面的图。
[0023]图3B是表示向与垂直于波导阵列的射出面的方向不同的方向射出光的波导阵列的截面的图。
[0024]图4是示意地表示三维空间中的波导阵列的例子的立体图。
[0025]图5是从光射出面的法线方向(Z方向)观察波导阵列及移相器阵列的示意图。
[0026]图6是示意地表示第1镜的端部的形状通过加工而变化的光设备的例子的图。
[0027]图7是表示光波导层的厚度的变化与来自第1镜的射出光的扩散角的关系的图。
[0028]图8A是示意地表示本专利技术的例示性的实施方式的光设备的图。
[0029]图8B是从Z方向观察图8A所示的全反射波导及慢光波导的连接的示意图。
[0030]图9是示意地表示从界面到光栅的距离更长的光设备的例子的图。
[0031]图10A是示意地表示图8A所示的光设备的第1变形例的图。
[0032]图10B是示意地表示图8A所示的光设备的第2变形例的图。
[0033]图10C是示意地表示图8A所示的光设备的第3变形例的图。
[0034]图11A是示意地表示图8A所示的光设备的第4变形例的图。
[0035]图11B是示意地表示图8A所示的光设备的第5变形例的图。
[0036]图12是表示在电路基板上集成了分光器、波导阵列、移相器阵列及光源等元件的光扫描设备的结构例的图。
[0037]图13是表示从光扫描设备向远方照射激光等的光束而执行二维扫描的状况的示意图。
[0038]图14是表示能够生成测距图像的LiDAR系统的结构例的框图。
具体实施方式
[0039]在本说明书中，“折射率、厚度及波长中的至少一个”是指从由光波导层的折射率、光波导层的厚度及向光波导层输入的波长构成的组中选择的至少一个。为了使光的射出方向变化，可以单独地控制折射率、厚度及波长中的任一个。或者，也可以控制这3个中的任意的两个或全部而使光的射出方向变化。也可以代替折射率或厚度的控制或除此以外，对向光波导层输入的光的波长进行控制。
[0040]以上的基本原理不仅能够应用于射出光的用途，也同样能够应用于接收光信号的用途。通过使折射率、厚度及波长中的至少一个变化，能够使可接收的光的方向一维地变化。进而，如果由分别与沿一方向排列的多个波导元件连接的多个移相器使光的相位差变化，则能够使可接收的光的方向二维地变化。
[0041]本专利技术的光扫描设备及光接收设备能够作为例如LiDAR(Light Detection and Ranging)系统等光检测系统的天线使用。LiDAR系统与使用毫米波等的电波的雷达系统相比，由于使用短波长的电磁波(可视光、红外线或紫外线)，所以能够以较高的解析力检测物体的距离分布。这样的LiDAR系统例如搭载于汽车、UAV(Unmanned Aer
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al Vehicle，所谓无人机)、AGV(Automated Guided Vehicle)等移动体，能够作为防碰撞技术之一使用。在本说明书中，有将光扫描设备和光接收设备统称为“光设备”的情况。此外，关于在光扫描设备或光接收设备中使用的设备，也有称作“光设备”的情况。
[0042]<光扫描设备的结构例>
[0043]以下，作为一例而说明进行二维扫描的光扫描设备的结构。但是，有将所需以上详细的说明省略的情况。例如，有省略已经周知的事项的详细说明及对于实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长、使本领域技术人员的理解变得容易。另外，专利技术者们为了使本领域技术人员充分地理解本专利技术而提供附图及以下的说明，并不是要由它们来限定权利要求书所记载的主题。在以下的说明中，对于相同或类似的构成要素赋予相同的标号。
[0044]在本专利技术中，“光”是指不仅包括可视光(波长是约400nm～约700nm)，还包括紫外线(波长是约10nm～约400nm)及红外线(波长是约700nm～约1mm)的电磁波。在本说明书中，有将紫外线称作“紫外光”、将红外线称作“红本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光设备，其中，具备：第1波导，沿第1方向延伸；以及第2波导，与上述第1波导连接；上述第2波导具备：第1镜，具有第1反射面；第2镜，具有与上述第1反射面对置的第2反射面；以及上述第1镜与上述第2镜之间的光波导层，在内部包含包括上述第1波导的前端部的部分；上述第1波导及上述第2波导中的至少一方，在当从与上述第1反射面垂直的方向观察的情况下上述第1镜、上述第2镜及上述第1波导重叠的连接区域的一部分具有1个以上的光栅；上述1个以上的光栅从上述连接区域中的上述第1镜或上述第2镜的端部在上述第1方向上离开了比上述第1镜的厚度及上述第2镜的厚度的至少一方长的距离。2.如权利要求1所述的光设备，其中，上述连接区域包括从上述端部到上述1个以上的光栅的第1区域和上述1个以上的光栅所在的第2区域；上述第1区域在上述第1方向上的长度与上述第2区域在上述第1方向上的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村和树，稻田安寿，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：