[發明專利]用于電光移相器的溫度反饋

在審

• 申請號: 201910048299.0
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN110058433A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: B.貝羅茨普爾;P.拉耶瓦爾迪;J.N.卡斯佩爾斯
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G02F1/015
• 分類號: G02F1/015;G02F1/025;G02F1/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張健;申屠偉進

本公開涉及用于電光移相器的溫度反饋。光學設備的發射器包括半導體波導，每一個在半導體波導中并入有電光移相器，該電光移相器可操作成改變波導的折射率，從而在通過波導傳播的光中引入相移。電光器件連接到相移控制器和溫度測量部件，諸如PTAT電路，該溫度測量部件集成到承載波導的電子或光子芯片中?？梢詫⒂蓽y量部件進行的溫度測量與移相器的正常操作進行復用，使得溫度測量功能不與移相功能發生干擾。

優先權要求

本申請是來自在2018年1月19日提交的美國臨時申請No. 62/619,156的專利提交，并要求該美國臨時申請的優先權，該美國臨時申請的整個公開內容通過引用并入本文。

背景技術

對于光學相控陣（OPA），電光移相器針對其性能度量（諸如，低功率消耗和高速度）是優選的。然而，電光移相器的性能可能在優選操作范圍外的溫度處受影響，這是因為引發期望相移所需的電壓是典型溫度相關的。因此，取決于移相器的材料和結構，環境溫度變化可能擾亂電光移相器的準確度。常常在Lidar（光檢測和測距）設備和光學成像設備中使用OPA，該光學成像設備包括數碼相機、MRI、CT和其中準確度重要的任何合適成像設備。因溫度所致的期望相移所需的電壓中的任何輕微偏差可能顯著損害相機或Lidar的性能，除非所施加的電壓被調整。存在下述需要：避免因溫度所致的這些成像設備和Lidar設備的部件的性能中的損害，這些部件包括移相器部件。本公開提供了針對關于電光移相器的該問題的改進措施，其不要求對用于制造移相器的過程的任何改變且僅使用電子控制電路。

發明內容

提供了一種用于計及使用電光移相器的光學相控陣中的優選操作范圍外的溫度的光學設備和方法。特別地，本文公開的設備和方法利用半導體波導中的電光移相器處的現有觸點，該觸點已經連接到用于控制波導的折射率的電子或光子芯片電路。根據本公開的一個特征，溫度測量部件（諸如，PTAT電路）集成到電子或光子芯片中且連接到現有移相器觸點。在進一步的特征中，可以將由測量部件進行的溫度測量與芯片和移相器的正常操作進行復用，使得溫度測量功能不與移相功能發生干擾。

附圖說明

圖1是示例性Lidar或3D相機系統的圖。

圖2是諸如用于在Lidar系統中使用的示例性發射器的示意圖。

圖3是針對圖2中所示的系統而在移相器陣列中使用的電光移相器的圖。

圖4是根據本公開的一個實施例的并入有PTAT的電光移相器的圖。

圖5是被并入到圖2中所示的示例性發射器中的本公開的電光移相器的圖。

具體實施方式

出于促進本公開原理的理解的目的，現在將參考在附圖中圖示且在以下撰寫的說明書中描述的實施例。應當理解，由此不意在限制到本公開的范圍。應當進一步理解，本公開包括對所圖示的實施例的任何更改和修改，且包括如對本公開所屬領域技術人員來說通常將想到的本文公開的原理的進一步應用。

在圖1中示出了Lidar系統或3D相機的一般架構。3D相機包括發射器TX，其可操作成將來自光源（諸如，激光器）的光的幅度調制成一系列脈沖，其中使用適當光學元件將光分發到場景。相機進一步包括接收器RX，其中收集從場景反射的光并將反射的光成像到傳感器陣列（諸如，CMOS芯片上的光電二極管陣列）上。使用電子電路來測量TX光中的由傳感器元件中的每一個響應于RX光而生成的電氣波形（例如，光電二極管電流）相對于原始調制波形的時間延遲，以確定光學信號從源TX到接收器RX的飛行時間。在某些應用中，發射器TX包括波束定向電路，其控制TX光的方向，諸如以掃描場景或對象。