本申请公开了一种波导转换芯片及调频连续波激光雷达，波导转换芯片包括波导阵列、波导包层以及基底层，波导阵列包括沿第一方向并排设置的多个波导；波导包层包括多个波导包臂，且波导包臂包覆至少一个波导端部，相邻两个波导包臂之间形成第一避位区域；基底层沿第二方向设于波导包层其中一侧并连接于波导包层，第二方向垂直于第一方向。通过设置相邻两个波导包臂在第一方向存在间隔，使得波导包臂的尺寸在第一方向能够得到充分拓展，从而充分拓展波导在第一方向上的模场尺寸，降低光损耗。本申请波导转换芯片的每个波导的模场在第一方向均能够得到拓展，能够在有限的空间内增大模场覆盖的范围，同时也能够提升装配容差。同时也能够提升装配容差。同时也能够提升装配容差。
【技术实现步骤摘要】
波导转换芯片、调频连续波激光雷达及自动驾驶设备
[0001]本申请涉及雷达
，尤其涉及一种波导转换芯片、调频连续波激光雷达及自动驾驶设备。
技术介绍
[0002]激光雷达是广泛用于自动驾驶场景中的核心传感器之一，可以用于收集外部环境的三维信息。激光雷达按照探测机制，主要可以分成飞行时间（Time of Flight，ToF）和调频连续波（Frequency Modulted Continuous Wve，FMCW)这两种激光雷达。FMCW激光雷达采用相干探测的方式，通过本振光与目标物反射回的信号光进行相干的方式获取差频信号，可以有效地减少外界环境光对激光雷达性能的干扰，提升激光雷达测距性能。同时，FMCW激光雷达在提供了空间坐标信息以外，还可以额外提供测速信息。
[0003]其中，FMCW激光雷达的耦合模块用于接收目标物传输回的回波光，受限于耦合模块的模场尺寸，激光雷达在进行动态扫描的过程中，当受到走离效应（walk
‑
off效应）的影响时，回波光线会产生一定的位移，FMCW激光雷达的耦合模块的模场难以覆盖大的位移，影响FMCW激光雷达的检测效果。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种波导转换芯片、调频连续波激光雷达及自动驾驶设备，能够解决调频连续波激光雷达用于接收目标物反射回的光线的模场尺寸覆盖面积小的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种波导转换芯片，包括：波导阵列，包括沿第一方向并排设置的多个波导；波导包层，包括多个波导包臂，且所述波导包臂包覆至少一个波导端部，相邻两个所述波导包臂之间形成第一避位区域；及基底层，沿第二方向设于所述波导包层其中一侧并连接于所述波导包层，所述第二方向垂直于所述第一方向。
[0006]在一些示例性的实施例中，所述波导包臂的数量与所述波导的数量相等，所述波导包臂内包覆一个所述波导端部。
[0007]在一些示例性的实施例中，所述波导包层包括主体部，所述主体部连接于所述基底层；所述波导包臂包括第一段和连接于所述第一段的第二段，所述第一段背离所述第二段的一端与所述主体部相连，所述波导包臂由所述第一段向所述第二段延伸的延伸方向与所述波导的长度方向一致，所述波导包臂的延伸方向、所述第一方向和所述第二方向三者两两垂直。
[0008]在一些示例性的实施例中，所述波导包臂的截面尺寸沿所述波导包臂的延伸方向逐渐增大。
[0009]在一些示例性的实施例中，所述波导端部的截面尺寸沿所述波导包臂延伸方向逐
渐减小。
[0010]在一些示例性的实施例中，所述波导包层还包括设于所述第一避位区域的至少一个第一连接臂，所述第一连接臂的两端分别连接于所述第一避位区域两侧的两个所述波导包臂。
[0011]在一些示例性的实施例中，所述基底层具有对应所述波导包臂和所述第一避位区域的第二避位区域，所述第二避位区域开设于所述基底层朝向所述波导包层的表面，且所述第二避位区域沿所述波导包臂的延伸方向延伸至所述基底层的侧壁面。
[0012]在一些示例性的实施例中，所述第二避位区域沿所述第二方向贯穿所述基底层。
[0013]在一些示例性的实施例中，所述波导转换芯片的所述第一避位区域和所述第二避位区域内还设置有填充介质。
[0014]在一些示例性的实施例中，最外侧的所述波导包臂与所述主体部之间设置有第三避位区域，所述波导包层还包括设于所述第三避位区域的至少一个第二连接臂，所述第二连接臂的两端分别连接于所述第三避位区域两侧的所述波导包臂和所述主体部。
[0015]在一些示例性的实施例中，所述波导包层包括第一包层和第二包层，所述第一包层和所述第二包层沿所述第二方向层叠连接形成所述波导包层；所述波导设于所述第二包层朝向所述第一包层的表面，且所述第一包层覆盖所述波导，所述第二包层背离所述第一包层的表面连接于所述基底层。
[0016]在一些示例性的实施例中，所述波导转换芯片还包括设于所述基底层的接收模块和耦合模块，所述耦合模块包括用于接收回波光的多个所述波导，所述耦合模块与所述接收模块连接，所述耦合模块用于将接收到的回波光传输给所述接收模块。
[0017]在一些示例性的实施例中，所述波导转换芯片还包括：分光模块，用于将接收到的发射光分为本振光和探测光，所述本振光传输给所述接收模块，所述探测光传输给发射模块；所述发射模块，包括用于发射所述探测光的一个所述波导，用于将所述探测光向外出射。
[0018]第二方面，本申请还提供一种调频连续波激光雷达，包括：如上所述的波导转换芯片，还包括发射装置，所述发射装置用于出射发射光，并将所述发射光耦合进入所述波导转换芯片。
[0019]基于本申请实施例的波导转换芯片、调频连续波激光雷达及自动驾驶设备，通过设置相邻两个波导包臂在第一方向存在间隔，降低波导外周的波导包层对波导在第一方向模场的束缚，扩大波导在第一方向的模场尺寸，即使在walk
‑
off效应的影响下光线存在偏移时，波导也能够更大概率、更大面积地接收光线，降低耦合损耗。当波导的模场尺寸较大时，波导与其他光电器件对接的装配容差也较大，能够降低耦合损耗，有助于提高封装效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0021]图1为本申请一种实施例的波导包层与基底层层叠设置的立体结构示意图；图2为本申请一种实施例的波导设于第二包层的立体结构示意图；图3为本申请一种实施例的波导设于第二包层的主视示意图；图4a为图3中A
‑
A处的剖视图；图4b为图3中B
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B处的剖视图；图4c为图3中C
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C处的剖视图；图4d为图3中D
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D处的剖视图；图5为本申请一种实施例的各波导与一个偏振分束转换器连接时调频连续波激光雷达系统架构图；图6为本申请一种实施例的多个波导与一个多端口耦合器连接时调频连续波激光雷达系统架构图；图7为本申请一种实施例的合束模块的结构示意图；图8为本申请一种实施例的其中部分波导形成发射模块与剩余部分波导形成耦合模块时调频连续波激光雷达系统架构图。
[0022]附图标记：10、调频连续波激光雷达；200、光源模块；201、调频光源；210、准直透镜；220、隔离器；230、第一导光镜；240、分光镜；300、波导转换芯片；31、波导；3011、第一耦合面；3012、第二耦合面；302、波导包层；3021、第一包层；3022、第二包层；32a、波导端面；321、主体部；322、波导包臂；3221、第一段；3222、第二段；323、第一连接臂；324、第二连接臂；302a、第一避位区域；312、第一避位开口；302b、第三避位区域；313、第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种波导转换芯片，其特征在于，包括：波导阵列，包括沿第一方向并排设置的多个波导；波导包层，包括多个波导包臂，且所述波导包臂包覆至少一个波导端部，相邻两个所述波导包臂之间形成第一避位区域；及基底层，沿第二方向设于所述波导包层其中一侧并连接于所述波导包层，所述第二方向垂直于所述第一方向。2.根据权利要求1所述的波导转换芯片，其特征在于，所述波导包臂的数量与所述波导的数量相等，所述波导包臂内包覆一个所述波导端部。3.根据权利要求2所述的波导转换芯片，其特征在于，所述波导包层包括主体部，所述主体部连接于所述基底层；所述波导包臂包括第一段和连接于所述第一段的第二段，所述第一段背离所述第二段的一端与所述主体部相连，所述波导包臂由所述第一段向所述第二段延伸的延伸方向与所述波导的长度方向一致，所述波导包臂的延伸方向、所述第一方向和所述第二方向三者两两垂直。4.根据权利要求3所述的波导转换芯片，其特征在于，所述波导包臂的截面尺寸沿所述波导包臂的延伸方向逐渐增大。5.根据权利要求3所述的波导转换芯片，其特征在于，所述波导端部的截面尺寸沿所述波导包臂延伸方向逐渐减小。6.根据权利要求1所述的波导转换芯片，其特征在于，所述波导包层还包括设于所述第一避位区域的至少一个第一连接臂，所述第一连接臂的两端分别连接于所述第一避位区域两侧的两个所述波导包臂。7.根据权利要求6所述的波导转换芯片，其特征在于，所述基底层具有对应所述波导包臂和所述第一避位区域的第二避位区域，所述第二避位区域开设于所述基底层朝向所述波导包层的表面，且所述第二避位区域沿所述波导包臂的延伸方向延伸至所述基底层的侧壁面。8.根据权利要求7所述的波导转换芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪敬，朱琳，邱纯鑫，刘乐天，
申请(专利权)人：深圳市速腾聚创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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