光学相控阵系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术提出了一种光学相控阵系统及其制备方法，光学相控阵系统包括：依次连接的光波导阵列、相位控制器阵列、光波导光栅阵列、电极单元、包层；光波导光栅阵列与相位控制器阵列连接，电极单元设置在光波导光栅阵列的两端，光波导光栅阵列被包层包裹，经分光后的激光光束经光波导阵列传送至相位控制器阵列，进行相位调制后进入光波导光栅阵列，通过控制向电极单元施加电压的大小，控制包层折射率的变化，控制光波导光栅阵列的散射角度，实现控制光波导光栅阵列输出光束的出射角度。本发明专利技术所提供的光学相控阵系统及其制备方法，可以通过调节电压实现光束的纵向偏转调节，系统的结构简单，光学相控阵系统的制备方法工艺简单，操作性强，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
光学相控阵系统及其制备方法


[0001]本专利技术属于芯片
，具体涉及一种光学相控阵系统及其制备方法。

技术介绍

[0002]激光雷达是是自动驾驶车辆及无人运载工具采集三维空间信息，实现环境遥感的核心部件。为满足自动驾驶的需求，激光雷达需要具有精密的波束控制能力，其中包括波束扫描速度、扫描范围以及扫描的精度。传统的机械式激光雷达体积较大，内部由精密的机械结构组成，生产成本高，不利于激光雷达的大规模商用。目前，以光学相控阵为代表的固态激光雷达解决方案相较于机械式激光雷达而言，体积小，成本低，扫描速度快。激光雷达等空间探测的应用通常需要二维的光束扫描能力。采用CMOS光电子集成技术制作的光学相控阵芯片，虽然可以利用相位调制的办法实现横向超过100
°
的光束扫描，但另外一个维度的大角度转向往往比较困难。目前，学术界通常采用波导光栅作为发射器，然后改变输入波长来实现纵向的光束偏转，然而波长驱动光束扫描的效率较低，要实现超过10
°
的转向范围往往需要超过100nm的波长调谐范围，然而这么大的波长调谐范围普通的调谐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学相控阵系统，包括：依次连接的光波导阵列、相位控制器阵列，其特征在于，还包括光波导光栅阵列、电极单元、包层；其中，所述光波导光栅阵列与所述相位控制器阵列连接，所述电极单元设置在所述光波导光栅阵列的两端，所述光波导光栅阵列被所述包层包裹，经分光后的激光光束经所述光波导阵列传送至所述相位控制器阵列，经所述相位控制器阵列进行相位调制后进入所述光波导光栅阵列，通过控制向所述电极单元施加电压的大小，控制所述包层折射率的变化，从而控制所述光波导光栅阵列的散射角度，实现控制所述光波导光栅阵列输出光束的出射角度。2.根据权利要求1所述的光学相控阵系统，其特征在于，所述包层的材料为液晶，所述包层的折射率变化范围在1.5
‑
1.7时，所述光波导光栅阵列输出光束的出射光束角度至少为7.5
°
。3.根据权利要求1所述的光学相控阵系统，其特征在于，所述电极单元设置在所述光波导光栅阵列的平行方向或垂直方向；所述电极单元的电极材料为金属材料、透明导电材料或掺杂硅其中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的光学相控阵系统，其特征在于，所述光波导光栅阵列的波导类型为尺寸小于单模波导的波导、狭缝型波导、硅脊型波导、双层波导。5.根据权利要求1所述的光学相控阵系统，其特征在于，还包括光耦合器和光分束器，所述激光光束经耦合进入所述光耦合器后，传送至所述光分束器进行分光，经分光后的所述激光光束进入所述光波导阵列。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光学相控阵系统，其特征在于，所述光学相控阵系统集成在芯片上。7.一种制作如权利要求6所述的光学相控阵系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在衬底上生长二氧化硅，制备完成第一二氧化硅层；S2、利用等离子体增强化学的气相沉积法或低压力化学气相沉积法在所述第一二氧化硅层上...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋俊峰，陈柏松，李盈祉，张蓝萱，李雪妍，郜峰利，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：