光设备及光检测系统技术方案

光设备具备：多个光波导，分别在第1方向上延伸，在与上述第1方向交叉的第2方向上排列；以及平面光波导，与上述多个光波导直接或间接地连接，上述多个光波导使光沿着上述第1方向传播，上述平面光波导具备：第1镜及第2镜，相互对置，沿着上述第1方向及上述第2方向扩展；以及光波导层，位于上述第1镜与上述第2镜之间。位于上述第1镜与上述第2镜之间。位于上述第1镜与上述第2镜之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光设备及光检测系统


[0001]本公开涉及光设备及光检测系统。

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基于光的扫描的结构。
[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：波导，具有光在内部传播的光波导层和形成于光波导层的上表面及下表面的第1分布布拉格反射镜；光入射口，用来使光入射至波导内；以及光射出口，为了射出从光入射口入射并在波导内传播的光而形成于波导的表面。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：国际公开第2013/168266号
[0009]专利文献2：日本特表2016－508235号公报
[0010]专利文献3：日本特开2013－16591号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]本公开的一技术方案提供能够以比较简单的结构实现基于光的扫描的新的光设备。
[0013]用来解决课题的手段
[0014]有关本公开的一技术方案的光设备具备：多个光波导，分别在第1方向上延伸，在与上述第1方向交叉的第2方向上排列；以及平面光波导，与上述多个光波导直接或间接地连接，上述多个光波导使光沿着上述第1 方向传播，上述平面光波导具备：第1镜及第2镜，相互对置，沿着上述第1方向及上述第2方向扩展；以及光波导层，位于上述第1镜与上述第2 镜之间。
[0015]本公开的包含性或具体的形态也可以由设备、系统、方法或它们的任意的组合实现。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本公开的一技术方案，能够以比较简单的结构实现通过光的一维扫描或二维扫描。
附图说明
[0018]图1是示意地表示本公开的专利技术人以前研究的光扫描设备的结构的立体图。
[0019]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。
[0020]图3A是表示向垂直于波导阵列的射出面的方向射出光的波导阵列的截面的图。
[0021]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。
[0022]图4是示意地表示三维空间中的波导阵列的立体图。
[0023]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。
[0024]图6A是示意地表示比较例的光设备的立体图。
[0025]图6B是示意地表示图6A的右方的结构的立体图。
[0026]图7是示意地表示从图6A的光设备射出光束的状况的图。
[0027]图8A是表示比较例的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0028]图8B是表示比较例的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0029]图8C是表示比较例的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0030]图9A是示意地表示实施方式1的光设备的图。
[0031]图9B是示意地表示图9A的平面光波导的立体图。
[0032]图10是示意地表示从图9A的光设备射出光的状况的图。
[0033]图11A是表示实施方式1的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0034]图11B是表示实施方式1的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0035]图11C是表示实施方式1的在两个镜之间传播的光的强度分布的例子和向远方射出的光的强度分布的例子的图。
[0036]图12是表示在几个光波导11之间发生的串扰率的周期依赖性的图。
[0037]图13A是示意地表示实施方式1的光设备的第1变形例的图。
[0038]图13B是示意地表示实施方式1的光设备的第2变形例的图。
[0039]图14A是示意地表示实施方式2的光设备的例子的XZ平面的剖视图。
[0040]图14B是示意地表示实施方式2的光设备的例子的XY平面的剖视图。
[0041]图15是示意地表示从图14的光设备射出光束的状况的图。
[0042]图16A是表示在两个镜之间传播的光的XY平面上的强度分布的图。
[0043]图16B是表示在两个镜之间传播的光的XZ平面上的强度分布的图。
[0044]图17A是示意地表示用来使平面光波导驱动的结构的第1例的图。
[0045]图17B是示意地表示用来使平面光波导驱动的结构的第2例的图。
[0046]图18是表示在电路基板上集成有元件的光扫描设备的结构例的图。
[0047]图19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。
[0048]图20是表示LiDAR系统的结构例的框图。
具体实施方式
[0049]在说明本公开的实施方式之前，说明作为本公开的基础的认识。
[0050]本公开的专利技术人发现，以往的光扫描设备中有如下问题：不使装置的结构变复杂地用光来扫描空间是不容易的。
[0051]例如，在专利文献1所公开的技术中，需要有使镜旋转的驱动装置。因此，装置的结构变得复杂，有对于振动并不稳健(Robust)的问题。
[0052]在专利文献2所记载的光相控阵列中，需要将光分支而向多个列波导及多个行波导导入，向二维地排列的多个天线元件引导光。因此，用来引导光的波导的布线变得非常复杂。此外，不能使二维扫描的范围变大。进而，为了使远场的射出光的振幅分布二维地变化，需要在二维地排列的多个天线元件各自上连接移相器，并在移相器上安装相位控制用的布线。由此，使向二维地排列的多个天线元件入射的光的相位分别变化不同的量。因此，元件的结构变得非常复杂。
[0053]本公开的专利技术人着眼于以往技术的上述问题，研究了用来解决这些问题的结构。以下，为了与本公开的实施方式对比，说明本公开的专利技术人在想到本公开的实施方式之前研究的结构。该结构具备具有对置的一对镜和被这些镜夹着的光波导层的波导元件。
[0054]波导元件的一对镜中的一方具有比另一方高的光透射率，使在光波导层中传播的光的一部分向外部射出。射出的光的方向(或射出角度)如后述那样，可以通过调整光波导层的折射率或厚度、或者向光波导层输入的光的波长来使其变化。更具体地讲，通过使折射率、厚度或波长变化，能够使射出光的波数矢量(wave vector)的沿着光波导层的长度方向的方向的分量变化。由此，实现一维的扫描。
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：多个光波导，分别在第1方向上延伸，在与上述第1方向交叉的第2方向上排列；以及平面光波导，与上述多个光波导直接或间接地连接，上述多个光波导使光沿着上述第1方向传播，上述平面光波导具备：第1镜及第2镜，相互对置，沿着上述第1方向及上述第2方向扩展；以及光波导层，位于上述第1镜与上述第2镜之间。2.如权利要求1所述的光设备，其中，还具备使上述光波导层的折射率变化的电极以及使上述光波导层的厚度变化的致动器中的至少一个。3.如权利要求1或2所述的光设备，其中，还具备设置在上述多个光波导与上述平面光波导之间的其他光波导，上述多个光波导从上述其他光波导分支。4.如权利要求1或2所述的光设备，其中，上述平面光波导中的上述光波导层具备包含上述多个光波导的前端部分的光耦合部分、以及与上述光耦合部分相邻的光波导部分，上述多个光波导的上述前端部分包括一个以上的光栅。5.如权利要求3所述的光设备，其中，上述平面光波导中的上述光波导层具备包含上述其他光波导的前端部分的光耦合部分、以及与上述光耦合部分相邻的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥谷享，稻田安寿，中村和树，
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：