光子集成电路制造技术

本发明专利技术公开一种用于高光谱光谱术的光子集成电路。所述光子集成电路包括：多谱段激光源，所述多谱段激光源被配置成产生多谱段光学信号；调制器，所述调制器被配置成将所述多谱段光学信号分离成第一分量和第二分量，并且对所述第一分量应用升频啁啾调制简表并对所述第二分量应用降频啁啾调制简表；第一传输器和接收器模块，所述第一传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第一分量并接收所述第一分量的反射；以及第二传输器和接收器模块，所述第二传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第二分量并接收所述第二分量的反射。调制的第二分量并接收所述第二分量的反射。调制的第二分量并接收所述第二分量的反射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光子集成电路


[0001]本专利技术涉及一种光子集成电路。

技术介绍

[0002]通常用于LiDAR和远程感测的相干光学测量依赖于扫频激光干涉仪，通过所述扫频激光干涉仪对激光器(例如DBR激光器)的波长进行线性啁啾。这种啁啾可通过外部空腔、对激光器的驱动电流的直接调制或由适当的RF波形驱动的电光IQ调制器来达成(参见例如Gao等，2012)。
[0003]接着将扫频源分离在两个路径之间，所述两个路径中的一者含有目标，所述目标反射并散射入射光并且因此返回弱探测束。此弱探测束与另一分离路径(被称为本地振荡器或LO)中的光混合以形成在RF或微波频率下的可测量拍音信号。使用硅光子装置集成电路执行的这种类型的测量的示例包括调频连续波LiDAR(Poulton等，2016)和光学相干断层摄影术(Schneider等，2016)。
[0004]然而，提供可更容易应用于集成多通道相干光度计中的可包装硅光子集成电路将是有利的。

技术实现思路

[0005]因此，在第一方面中，本专利技术的实施方案提供一种用于高光谱光谱术的光子集成电路，所述光子集成电路包括：
[0006]多谱段激光源，所述多谱段激光源被配置成产生多谱段光学信号；
[0007]调制器，所述调制器被配置成将所述多谱段光学信号分离成第一分量和第二分量，并且对所述第一分量应用升频啁啾调制简表并对所述第二分量应用降频啁啾调制简表；
[0008]第一传输器和接收器模块，所述第一传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第一分量并接收所述第一分量的反射；以及
[0009]第二传输器和接收器模块，所述第二传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第二分量并接收所述第二分量的反射。
[0010]所述光子集成电路能够对目标(例如生物组织)进行高光谱吸收/散射光谱术。这种光谱术可在近红外线中执行。所述电路使用相干检测来提高光度检测器的最小可检测功率。
[0011]所述光子集成电路可具有以下任选特征中的任一者或任何组合，只要所述任选特征兼容即可。
[0012]所述调制器可以是双单边带调制器。所述双单边带调制器可包括一对马赫
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曾德尔干涉仪，每个马赫
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曾德尔干涉仪含有一对相位调制器。每个马赫
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曾德尔干涉仪可含有一个或多个加热器。
[0013]所述多谱段激光源可包括多个单频激光器，所述单频激光器连接到提供多谱段光
学信号的波长多路复用器。
[0014]所述多谱段激光器可包括可调谐激光源。
[0015]所述多谱段激光器可包括单频激光器和可调谐外部空腔。所述激光器可以是分布式布拉格反射器(DBR)激光器。
[0016]所述传输器和接收器模块中的一者或两者可包括马赫
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曾德尔干涉仪，所述马赫
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曾德尔干涉仪包括第一臂和第二臂，其中：
[0017]所述马赫
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曾德尔干涉仪的所述第一臂将所述调制器连接到所述传输面；并且
[0018]所述马赫
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曾德尔干涉仪的所述第二臂：
[0019]将所述调制器连接到耦合区；并
[0020]将接收面连接到耦合区；
[0021]并且其中所述耦合区被配置成将相应的已调制分量与所述相应的已调制分量的反射混合，并将混合信号提供到第一光电二极管和第二光电二极管。
[0022]所述传输器和接收器模块中的一者或两者可包括迈克耳孙干涉仪，所述迈克耳孙干涉仪包括第一波导和第二波导，其中所述第一波导将所述调制器连接到输入面和输出面，并且所述第二波导将镜连接到光电二极管，所述第一波导与所述第二波导在所述镜与所述光电二极管之间的耦合区处耦合。
[0023]所述升频啁啾调制简表和所述降频啁啾调制简表可以是线性啁啾调制简表。
[0024]所述升频啁啾调制简表和所述降频啁啾调制简表在射频范围内。所述升频啁啾调制简表和所述降频啁啾调制简表可为至少1GHz并且不超过40GHz。
[0025]所述第一传输器和接收器模块和/或所述第二传输器和接收器模块可经由放大器连接到主控制单元。
[0026]在第二方面中，本专利技术的实施方案提供一种分光镜系统架构，所述分光镜系统架构包括多个第一方面的光子集成电路，所述光子集成电路呈阵列形式。
[0027]在第三方面中，本专利技术的实施方案提供一种高光谱分光镜，所述高光谱分光镜包括多个第一方面的光子集成电路，所述光子集成电路呈阵列形式，所述阵列安装在扫描检流计上，其中每个光子集成电路的所述调制的第一分量和第二分量被引导到一个或多个远心透镜中，所述分光镜被配置成产生高光谱共焦图像。
[0028]第三方面的光子集成电路可具有第一方面的任选特征中的任一者或任何组合，只要所述任选特征兼容即可。
[0029]在第四方面中，本专利技术的实施方案提供一种使用第三方面的分光镜的高光谱光谱术方法。
[0030]在第五方面中，本专利技术的实施方案提供LiDAR成像装置，所述LiDAR成像装置包括多个第一方面的光子集成电路，所述光子集成电路呈阵列形式，所述阵列安装在扫描检流计上，其中每个光子集成电路的所述调制的第一分量和第二分量被引导到准直微透镜中，所述LiDAR成像装置被配置成产生点云。
[0031]第五方面的光子集成电路可具有第一方面的任选特征中的任一者或任何组合，只要所述任选特征兼容即可。
[0032]在第六方面中，本专利技术的实施方案提供一种使用第五方面的LiDAR成像装置的LiDAR成像方法。
[0033]本专利技术的其他方面提供包括代码的计算机程序，所述代码当在计算机上运行时使得计算机执行第四方面或第六方面的方法；计算机可读介质，所述计算机可读介质存储包括代码的计算机程序，所述代码当在计算机上运行时使得所述计算机执行第四方面或第六方面的方法；计算机系统，所述计算机系统被编程为执行第四方面或第六方面的方法。
附图说明
[0034]现在将通过示例参考附图描述本专利技术的实施方案，在附图中：
[0035]图1示出根据本专利技术的光子集成电路；
[0036]图2A和图2B示出图1的电路中使用的多谱段激光源的相应实施方式；
[0037]图3是图1的电路中使用的双单边带调制器的示意图；
[0038]图4A和图4B示出图1的电路中使用的第一传输器和接收器模块和/或第二传输器和接收器模块的相应实施方式；
[0039]图5示出分光镜系统架构，所述分光镜系统架构包括呈阵列形式的多个图1的电路；
[0040]图6示出使用图5的系统架构的高光谱分光镜；并且
[0041]图7示出使用图5的系统架构的LiDAR成像装置。
具体实施方式
[0042]现在将参考附图论述本专利技术的各个方面和实施方案。本领域技术人员将明白其他方面和实施方案。此文本中所提及的所有文档并入本案供参考。
[0043]图1示出光子集成电路10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】1.一种用于高光谱光谱术的光子集成电路，所述光子集成电路包括：多谱段激光源，所述多谱段激光源被配置成产生多谱段光学信号；调制器，所述调制器被配置成将所述多谱段光学信号分离成第一分量和第二分量，并且对所述第一分量应用升频啁啾调制简表并对所述第二分量应用降频啁啾调制简表；第一传输器和接收器模块，所述第一传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第一分量并接收所述调制的第一分量的反射；以及第二传输器和接收器模块，所述第二传输器和接收器模块被配置成传输所述调制的第二分量并接收所述调制的第二分量的反射。2.如权利要求1所述的光子集成电路，其中所述调制器是双单边带调制器。3.如权利要求2所述的光子集成电路，其中所述双单边带调制器包括一对马赫
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曾德尔干涉仪，每个马赫
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曾德尔干涉仪含有一对相位调制器。4.如权利要求3所述的光子集成电路，其中每个马赫
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曾德尔干涉仪含有一个或多个加热器。5.如任一项前述权利要求所述的光子集成电路，其中所述多谱段激光源包括多个单频激光器，所述单频激光器连接到提供所述多谱段光学信号的波长多路复用器。6.如权利要求1至4中任一项所述的光子集成电路，其中所述多谱段激光源包括可调谐激光源。7.如权利要求1至4中任一项所述的光子集成电路，其中所述多谱段激光源包括单频激光器和可调谐外部空腔。8.如任一项前述权利要求所述的光子集成电路，其中所述传输器和接收器模块中的一者或两者包括马赫
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曾德尔干涉仪，所述马赫
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曾德尔干涉仪包括第一臂和第二臂，其中：所述马赫
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曾德尔干涉仪的所述第一臂将所述调制器连接到传输面；并且所述马赫
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曾德尔干涉仪的所述第二臂：将所述调制器连接到耦合区；并且将接收面连接到所述耦合区；并且其中所述耦合区...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：洛克利光子有限公司，
类型：发明
国别省市：