[發明專利]一種激光雷達芯片

在審

• 申請號: 202011576716.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112764008A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 傅焰峰;陳代高;李淼峰;肖希
• 申請（專利權）人: 武漢光谷信息光電子創新中心有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 朱磊;張穎玲

本發明公開了一種激光雷達芯片，包括：激光發射單元、第一偏振分波單元、偏振態旋轉單元、光傳輸端口、光混頻單元和平衡光探測單元；第一偏振分波單元用于將激光發射單元發出的光信號分離為偏振角度不等的預發射光信號和本振光信號；偏振態旋轉單元用于對預發射光信號進行偏振態旋轉，以使預發射光信號形成為偏振角度改變的發射光信號并從光傳輸端口輸出；還用于對從光傳輸端口接收的回波光信號進行偏振態旋轉，以使回波光信號形成為與本振光信號的偏振角度相同的預混頻回波光信號；回波光信號由輸出的發射光信號經反射而形成；光混頻單元用于對本振光信號和預混頻回波光信號進行混頻；平衡光探測單元用于探測經由光混頻單元混頻后輸出的光信號。

技術領域

本發明涉及光電探測領域，具體是涉及一種激光雷達芯片。

背景技術

脈沖式相干多普勒激光雷達具有同時測距和測速的功能，除了傳統的3D地形測量、障礙物識別以及物體運動狀態監測以外，在液體流速測量和大氣風場分布測量方面也具有十分廣闊的應用。

隨著硅基光子集成芯片和集成封裝技術的發展，如何制備得到高測量精度、高穩定性、低成本、超小型化脈沖相干多普勒激光雷達成為研究者們亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例為解決背景技術中存在的至少一個問題而提供一種激光雷達芯片。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種激光雷達芯片，包括：激光發射單元、第一偏振分波單元、偏振態旋轉單元、光傳輸端口、光混頻單元和平衡光探測單元；

所述第一偏振分波單元用于將所述激光發射單元發出的光信號分離為偏振角度不等的預發射光信號和本振光信號；

所述偏振態旋轉單元用于對所述預發射光信號進行偏振態旋轉，以使所述預發射光信號形成為偏振角度改變的發射光信號并從所述光傳輸端口輸出；還用于對從所述光傳輸端口接收的回波光信號進行偏振態旋轉，以使所述回波光信號形成為偏振角度與所述本振光信號的偏振角度相同的預混頻回波光信號；其中，所述回波光信號由輸出的所述發射光信號經反射而形成；

所述光混頻單元用于對所述本振光信號和所述預混頻回波光信號進行混頻；

所述平衡光探測單元用于探測經由所述光混頻單元混頻后輸出的光信號。

上述方案中，還包括：硅基襯底；以下至少之一通過大規模集成電路工藝集成在所述硅基襯底上：所述第一偏振分波單元、所述偏振態旋轉單元、所述光傳輸端口、所述光混頻單元、所述平衡光探測單元。

上述方案中，還包括：硅基襯底；以下至少之一通過貼裝的方式設置在所述硅基襯底上：所述激光發射單元、所述偏振態旋轉單元。

上述方案中，所述硅基襯底包括絕緣體上硅襯底。

上述方案中，還包括：第二偏振分波單元，所述第二偏振分波單元包括直通通路和耦合通路；所述第二偏振分波單元通過所述直通通路將所述預發射光信號輸出至所述偏振態旋轉單元，并通過所述耦合通路將所述預混頻回波光信號輸出至所述光混頻單元。

上述方案中，還包括：頻率選擇單元；所述頻率選擇單元設置在所述激光發射單元和所述第一偏振分波單元之間的光傳導路徑上，用于對所述激光發射單元發射的光信號進行濾波選頻；

所述第一偏振分波單元具體用于將經過所述頻率選擇單元濾波選頻后的光信號分離為偏振角度不等的所述預發射光信號和所述本振光信號。

上述方案中，所述偏振態旋轉單元包括45°法拉第旋光器；所述45°法拉第旋光器將傳導經過的所述預發射信號和所述回波信號的偏振角度轉45°。

上述方案中，所述預發射光信號為橫電模，所述本振光信號和所述預混頻回波光信號為橫磁模。