光芯片、激光雷达及可移动设备制造技术

本申请实施例公开了一种光芯片、激光雷达及可移动设备，光芯片具有衬底、包层、第一耦合器、第一分束器、发射波导模块及第一光调监控模块，第一分束器包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，第一分束器配置为经由第一端口输入的光信号经由第三端口与第四端口输出，经由第三端口输入的光信号经由第一端口与第二端口输出，第一端口连接第一耦合器，第三端口连接发射波导模块，第二端口连接第一光调监控模块，第一光调监控模块包括第一光电探测器。本申请直接通过光芯片上集成的第一光调监控模块对发射波导模块接收到的回返光的光功率进行监控，省略光芯片与外界辅助器件的接线操作，更加省时省力。更加省时省力。更加省时省力。

【技术实现步骤摘要】
光芯片、激光雷达及可移动设备


[0001]本申请涉及激光探测
，尤其涉及一种光芯片、激光雷达及可移动设备。

技术介绍

[0002]FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）激光雷达是一种基于线性调频光源和相干接收技术的高性能激光雷达，具有接收灵敏度高、抗环境光干扰等优点。FMCW激光雷达采用高集成度的硅光芯片实现多通道光引擎，在FMCW激光雷达系统中，硅光芯片还需要与收发透镜组装在一起，并需要通过光调手段来对硅光芯片上的发射波导与收发透镜进行光调对准。
[0003]相关技术中，硅光芯片上的发射波导与收发透镜在进行光调对准时，发射波导通常需要外接环形器，以实现对发射波导接收到的回返光的光功率进行监控，并根据该光功率判断发射波导与收发透镜是否调节至最佳位置，然而，发射波导外接环形器的操作较为繁琐，且不适用于激光雷达采取硅光芯片与光放大器进行空间光耦合的系统架构。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种光芯片、激光雷达及可移动设备，用于改善相关技术中发射波导外接环形器实现光调对准监控的操作较为繁琐，且不适用于激光雷达采取硅光芯片与光放大器进行空间光耦合的系统架构的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光芯片，所述光芯片具有第一耦合器、衬底、包层、第一分束器、发射波导模块及第一光调监控模块，所述第一耦合器用于接收所述光芯片外的第一光信号，以使所述第一光信号进入所述光芯片，包层设于所述衬底。第一分束器嵌设于所述包层，包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，所述第一分束器配置为经由所述第一端口输入的光信号经由所述第三端口与所述第四端口输出，经由所述第三端口输入的光信号经由所述第一端口与所述第二端口输出，所述第一端口连接所述第一耦合器，并用于接收所述第一耦合器输出的第一光信号。发射波导模块嵌设于所述包层，与所述第三端口连接，所述发射波导模块用于传输第一分光信号的至少部分并出射，所述第一分光信号为所述第一光信号经所述第一分束器的第三端口输出的信号。第一光调监控模块设于所述包层，连接所述第二端口，所述第一光调监控模块包括第一光电探测器。
[0006]第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，激光雷达包括光源模组及上述的光芯片，光源模组对应所述第一耦合器设置，用于生成所述第一光信号。光芯片用于经由所述第一耦合器接收所述第一光信号。
[0007]第三方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，包括可移动的主体以及上述的激光雷达。
[0008]本申请的光芯片、激光雷达及可移动设备，通过第一分束器的多个端口实现与发射波导模块、第一耦合器及第一光调监控模块的连接，使得在光调时第一耦合器接收的第一光信号的至少部分能够经由发射波导模块出射，并经光回返器反射回后由发射波导模块
接收，而发射波导模块接收到的回返光能够通过第一分束器到达第一光调监控模块，第一光调监控模块中的第一光电探测器可以对回返光的光功率实时反馈，以便获取回返光的光功率的最大值，进而根据回返光的光功率的最大值确定出收发镜头与光芯片的最佳位置。其中，第一光电探测器可以通过光电流来反馈回返光的光功率，若第一光电探测器的光电流达到最大值时，则认为回返光的光功率达到最大值，收发镜头与光芯片调节到最佳位置，可以对其进行固定。
[0009]本申请实施例直接通过光芯片上集成的第一光调监控模块对发射波导模块接收到的回返光的光功率进行监控，省略光芯片与外界辅助器件的接线操作，更加省时省力，且可以实现多种系统架构下的自发自收光调监控，例如，可以实现经光放大器朝向光芯片输入光信号的系统架构，经单模光纤朝向光芯片输入光信号的系统架构。
附图说明
[0010]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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0011]图1是本申请第一种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图2是图1中M
‑
M方向的剖面结构示意图；图3是本申请第二种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图4是本申请第三种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图5是图4示出的端面耦合器中第一传输波导的结构示意图；图6是本申请第四种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图7是本申请第五种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图8是图7中N
‑
N方向的剖面结构示意图；图9是本申请第六种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图10是本申请第七种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图11是本申请第八种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图12是本申请第一种实施例提供的光芯片的结构示意图；图13是图12示出的光芯片应用于激光雷达时光调对准时的结构示意图；图14是本申请第二种实施例提供的光芯片的结构示意图；图15是本申请实施例提供的可移动设备的结构示意图；图16是本申请第九种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图17是本申请第十种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；图18是本申请第十一种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图。
[0012]附图标记说明：1、光芯片；2、激光雷达；100、可移动设备；110、主体；10、端面耦合器；11、第一衬底；111、凹槽；12、第一包层；121、主体部；122、第一连接部；123、第二连接部；1231、第一子部；
1232、第二子部；1233、第一侧壁；1234、第二侧壁；1235、第三侧壁；1236、第四侧壁；124、第三连接部；125、通孔；13、传输波导组件；131、传输波导；131a、第一传输波导；131b、第二传输波导；1311、第一端；1312、第二端；1313、第一耦合部；1314、第二耦合部；1315、第一传输部；1316、第二传输部；1317、第一部分；1318、第二部分；1319、输出部；132、合束器；1321、输入端；1322、输出端；133、第一光栅部；1331、第一光栅单元；134、第二光栅部；1341、第二光栅单元；1342、连接部；14、收光端；15、出光端；30、包层；41、发射波导模块；411、发射波导；42、接收波导模块；421、接收波导；4211、第一接收波导；43、辅助波导；51、第一耦合器；52、第二耦合器；61、第一分束器；611、第一端口；612、第二端口；613、第三端口；614、第四端口；62、第二分束器；621、第五端口；622、第六端口；623、第七端口；624、第八端口；71、第一光调监控模块；711、第一光电探测器；712、第一层间转换器；72、第二光调监控模块；721、第二光电探测器；722、第三层间转换器；81、光电探测模块；82、第二层间转换器；83、第四层间转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光芯片，其特征在于，所述光芯片具有第一耦合器，所述第一耦合器用于接收所述光芯片外的第一光信号，以使所述第一光信号进入所述光芯片，所述光芯片包括：衬底；包层，设于所述衬底；第一分束器，嵌设于所述包层，包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，所述第一分束器配置为经由所述第一端口输入的光信号经由所述第三端口与所述第四端口输出，经由所述第三端口输入的光信号经由所述第一端口与所述第二端口输出，所述第一端口连接所述第一耦合器，并用于接收所述第一耦合器输出的第一光信号；发射波导模块，嵌设于所述包层，与所述第三端口连接，所述发射波导模块用于传输第一分光信号的至少部分并出射，所述第一分光信号为所述第一光信号经所述第一分束器的第三端口输出的信号；以及第一光调监控模块，设于所述包层，连接所述第二端口，所述第一光调监控模块包括第一光电探测器。2.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述第一分束器与所述发射波导模块沿所述光芯片的厚度方向位于同一波导层，所述第一光电探测器与所述第一分束器沿所述光芯片的厚度方向位于不同波导层；所述第一光调监控模块还包括第一层间转换器，所述第一层间转换器分别与所述第二端口及所述第一光电探测器连接。3.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述光芯片还包括：接收波导模块，嵌设于所述包层，所述接收波导模块用于接收回波光信号，所述回波光信号为所述第一分光信号经目标物体反射形成；以及光电探测模块，嵌设于所述包层，分别与所述接收波导模块及所述第四端口连接，用于接收所述回波光信号及第二分光信号，所述第二分光信号为所述第一光信号经所述第一分束器的第四端口输出的信号。4.根据权利要求3所述的光芯片，其特征在于，所述接收波导模块与所述光电探测模块沿所述光芯片的厚度方向位于所述光芯片的同一波导层，所述第一分束器与所述光电探测模块沿所述光芯片的厚度方向位于所述光芯片的不同波导层；所述光芯片还包括第二层间转换器，所述第二层间转换器分别与所述第三端口及所述光电探测模块连接。5.根据权利要求3所述的光芯片，其特征在于，所述发射波导模块包括一发射波导，所述接收波导模块包括至少两接收波导，沿所述光芯片的厚度方向观察，各所述接收波导位于所述发射波导的同一侧，所述至少两接收波导中最靠近所述发射波导的一接收波导为第一接收波导；所述光芯片还包括嵌设于所述包层的辅助波导，所述辅助波导与所述接收波导沿所述光芯片的厚度方向位于所述光芯片的同一波导层，并位于所述发射波导背离所述接收波导模块的一侧，沿所述光芯片的厚度方向观察，所述第一接收波导到所述发射波导之间的距离，与所述辅助波导到所述发射波导之间的距离相等。6.根据权利要求5所述的光芯片，其特征在于，还包括：第二分束器，嵌设于所述包层，包括第五端口、第六端口、第七端口及第八端口，所述第
二分束器配置为经由所述第五端口输入的光信号经由所述第七端口与所述第八端口输出，经由所述第七端口输入的光信号经由所述第五端口与所述第六端口输出，经由所述第八端口输入的光信号经由所述第五端口及所述第六端口输出，所述第五端口连接所述第一分束器的所述第三端口，所述第七端口连接所述发射波导模块，所述第八端口连接所述辅助波导；第二光调监控模块，设于所述包层，连接所述第六端口，所述第二光调监控模块包括第二光电探测器。7.根据权利要求6所述的光芯片，其特征在于，所述第二分束器与所述第一分束器沿所述光芯片的厚度方向位于同一波导层，所述第二光电探测器与所述第一光电探测器沿所述光芯片的厚度方向位于同一波导层，所述第二分束器与所述第二光电探测器沿所述光芯片的厚度方向位于不同波导层，所述第二光调监控模块还包括第三层间转换器，所述第三层间转换器分别与所述第六端口及所述第二光电探测器连接；所述辅助波导与所述第二分束器沿所述光芯片的厚度方向位于不同波导层，所述光芯片还包括第四层间转换器，所述第四层间转换器分别与所述第八端口及所述辅助波导连接。8.根据权利要求5所述的光芯片，其特征在于，所述光芯片还包括第二耦合器，所述第二耦合器用于接收所述光芯片外的第二光信号，以使所述第二光信号进入所述光芯片：所述辅助波导与所述第二耦合器连接。9.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述第一耦合器为端面耦合器，所述第一耦合器包括：第一衬底，所述第一衬底为所述衬底的一部分；第一包层，设置于所述第一衬底，所述第一包层为所述包层的一部分；以及传输波导组件，嵌设于所述第一包层，所述传输波导组件包括至少两传输波导，所述传输波导具有沿第一方向相对设置的第一端及第二端，所述第一端为所述传输波导靠近所述第一耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓，廖佳文，董鹏辉，汪敬，
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：