集成激光雷达芯片制造技术

本发明专利技术提供一种集成激光雷达芯片，涉及集成激光雷达技术领域，该集成激光雷达芯片包括：集成在同一基板上的反射式的半导体放大器、高阶分布式布拉格反射光栅外腔和光束扫描阵列；其中，反射式的半导体放大器作为增益结构，高阶分布式布拉格反射光栅外腔作为反馈结构，反射式的半导体放大器与高阶分布式布拉格反射光栅外腔耦合，以产生单波长窄线宽的调频连续波激光。本发明专利技术可以降低调频连续波激光的线宽，高阶分布式布拉格反射光栅外腔在芯片上的占用面积小，结构简单，易于集成，其反射谱的谱峰半高宽小，有利于实现单模单波长稳定较高功率激射，可以大规模应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成激光雷达，尤其涉及一种集成激光雷达芯片。

技术介绍

1、激光雷达（light detection and ranging，lidar）是一种用于发射激光脉冲、接收从周围目标物体反射的激光脉冲，并且测量到目标物体的距离，以准确地再现车辆周围环境的装置。现有的激光雷达芯片所采用的激光光源主要分为半导体激光器和集成外腔激光器。其中，半导体激光器简单便捷，但是线宽较大，集成难度高，不符合实际需求。集成外腔激光器包括微环外腔和分布式布拉格反射外腔。微环外腔可以同时实现大的波长调谐范围和窄线宽，但是其在芯片上的占用面积大，结构复杂，实用价值低。dbr外腔采用一阶光栅结构，其反射谱的谱峰半高宽大，不易实现单模高功率稳定激射，无法大规模应用。

技术实现思路

1、本专利技术提供一种集成激光雷达芯片，用以降低调频连续波激光的线宽，高阶分布式布拉格反射光栅外腔在芯片上的占用面积小，结构简单，易于集成，其反射谱的谱峰半高宽小，有利于实现单模单波长稳定较高功率激射，可以大规模应用。

2、本专利技术提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种集成激光雷达芯片，其特征在于，包括：集成在同一基板上的反射式的半导体放大器、高阶分布式布拉格反射光栅外腔和光束扫描阵列；其中，所述反射式的半导体放大器作为增益结构，所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔作为反馈结构，所述反射式的半导体放大器与所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔耦合，以产生单波长窄线宽的调频连续波激光。

2.根据权利要求1所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，还包括边耦合器或垂直耦合器；其中，所述反射式的半导体放大器与所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔通过所述边耦合器或所述垂直耦合器实现耦合，并共同作用产生所述单波长窄线宽的调频连续波激光。>

3.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种集成激光雷达芯片，其特征在于，包括：集成在同一基板上的反射式的半导体放大器、高阶分布式布拉格反射光栅外腔和光束扫描阵列；其中，所述反射式的半导体放大器作为增益结构，所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔作为反馈结构，所述反射式的半导体放大器与所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔耦合，以产生单波长窄线宽的调频连续波激光。

2.根据权利要求1所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，还包括边耦合器或垂直耦合器；其中，所述反射式的半导体放大器与所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔通过所述边耦合器或所述垂直耦合器实现耦合，并共同作用产生所述单波长窄线宽的调频连续波激光。

3.根据权利要求1所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，所述高阶分布式布拉格反射光栅外腔的光栅结构为侧壁光栅或表面光栅，所述侧壁光栅或所述表面光栅的光栅阶数大于6，以使所述光栅结构得到的反射谱的谱峰半高宽小于1nm。

4.根据权利要求2所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，所述光束扫描阵列为焦平面光开关天线阵列或光学相控阵天线阵列。

5.根据权利要求4所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，还包括路由波导；所述焦平面光开关天线阵列包括：光开关阵列和焦平面光学天线阵列；其中，所述焦平面光学天线阵列的各光学天线设置在透镜焦平面上；所述光开关阵列用于从所述各光学天线中选择目标光学天线；所述路由波导和所述光开关阵列用于将所述单波长窄线宽的调频连续波激光导通至所述目标光学天线；所述目标光学天线用于将所述单波长窄线宽的调频连续波激光发射至自由空间，经由透镜或透镜组整形并照射到目标表面。

6.根据权利要求5所述的集成激光雷达芯片，其特征在于，所述光开关阵列包括多模干涉耦合器树阵列、微环阵列和微机电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：于磊，马鹏飞，孔亮，王鹏飞，张冶金，潘教青，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：