[發(fā)明專(zhuān)利]一種光學(xué)相控陣集成芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811340102.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111175890B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敬偉;李文玲;田立飛;張新群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)科光芯（海寧）科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/12
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/12
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)相控陣集成芯片，包括：芯片輸入端，用于連接光纖；光復(fù)用器，用于將通過(guò)光纖的光束分為多路光束；光調(diào)制器，光調(diào)制器包括多個(gè)通道，多個(gè)通道與多路光束的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)連接，光調(diào)制器用于對(duì)多束光束進(jìn)行相位調(diào)制；光合束器，與多個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)相連，用于將經(jīng)過(guò)多個(gè)通道的光束進(jìn)行合束；芯片輸出端，與光合束器相連；設(shè)置在芯片輸出端處的金屬吸收層，金屬吸收層用于限制芯片輸出端的旁瓣光束出射。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：利用金屬層阻擋和吸收芯片內(nèi)可能引起干擾作用的雜散光，提高芯片光學(xué)輸出信噪比。雜散光抑制結(jié)構(gòu)集成于芯片上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種光學(xué)相控陣集成芯片。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)(Light Detection And Ranging，LiDAR)是以激光為信號(hào)載體，以激光器為發(fā)射源，以光電探測(cè)系統(tǒng)為接收端的光學(xué)傳感設(shè)備，廣泛應(yīng)用于地形測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。相控陣激光雷達(dá)是一種全固態(tài)的激光雷達(dá)方案，相對(duì)于機(jī)械式及MEMS式激光雷達(dá)而言可靠性更高。光學(xué)相控陣(Optical Phased Array,OPA)集成芯片是相控陣激光雷達(dá)中的核心部件，實(shí)現(xiàn)出射光束的方向掃描，其出射光束質(zhì)量是影響系統(tǒng)工作性能的重要因素。在相控陣光學(xué)芯片中，出射光束不僅包括方向可控的掃描光源，還包括旁瓣及基底散射等雜散光。雜散光的存在將會(huì)降低系統(tǒng)信噪比，因此應(yīng)盡可能避免或抑制。

雜散光主要包括兩類(lèi)：第一類(lèi)是光學(xué)芯片中由于光學(xué)耦合，波導(dǎo)及光學(xué)器件的光學(xué)損耗引起的基底散射光，第二類(lèi)是與相控陣主瓣光束共同產(chǎn)生的旁瓣光束。

相關(guān)技術(shù)對(duì)于雜散光主要采用以下方案，但這些方案均存在明顯的問(wèn)題：

1、雜散光的片外抑制方案：將會(huì)為芯片封裝帶來(lái)額外的耦合對(duì)準(zhǔn)難度，降低可靠性并增加系統(tǒng)成本；

2、提高相控陣波導(dǎo)的占空比來(lái)抑制旁瓣光束：將伴隨著波導(dǎo)之間串?dāng)_的增加，繼而劣化相控合成光束的方向性，因此占空比增加對(duì)于旁瓣的抑制作用有限；

3、非等間隔波導(dǎo)抑制旁瓣光束：會(huì)增加芯片的相位控制難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種光學(xué)相控陣集成芯片，可以提高芯片光學(xué)輸出信噪比。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種光學(xué)相控陣集成芯片，包括：芯片輸入端，用于連接光纖；光復(fù)用器，與所述芯片輸入端相連，用于將通過(guò)所述光纖的光束分為多路光束；光調(diào)制器，所述光調(diào)制器包括多個(gè)通道，所述多個(gè)通道與所述多路光束的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)連接，所述光調(diào)制器用于對(duì)所述多束光束進(jìn)行相位調(diào)制；光合束器，與所述多個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)相連，用于將經(jīng)過(guò)所述多個(gè)通道的光束進(jìn)行合束；芯片輸出端，與所述光合束器相連；設(shè)置在所述芯片輸出端處的金屬吸收層，所述金屬吸收層用于限制所述芯片輸出端的旁瓣光束出射。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)相控陣集成芯片，利用金屬層阻擋和吸收芯片內(nèi)可能引起干擾作用的雜散光，提高芯片光學(xué)輸出信噪比。雜散光抑制結(jié)構(gòu)集成于芯片上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的光學(xué)相控陣集成芯片還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，還包括：第一隔離板，設(shè)置在所述光線(xiàn)與所述光復(fù)用器的輸入波導(dǎo)的耦合點(diǎn)處，所述第一隔離板上設(shè)置有第一隔離槽，所述第一隔離板用于抑制散射光；其中，所述光復(fù)用器包括所述輸入波導(dǎo)。