[發(fā)明專利]連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片及雷達(dá)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110631214.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113381269B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭乾文;熊婉姝;姚偌云;李玉苗;吉晨
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;H01S5/026;H01S5/40;G01S17/02;G01S17/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，包括：

第一可調(diào)諧激光器，包括輸出端；所述第一可調(diào)諧激光器用于產(chǎn)生具有第一頻率的第一光信號；

第二可調(diào)諧激光器，包括輸出端；所述第二可調(diào)諧激光器用于產(chǎn)生具有第二頻率的第二光信號；

耦合器，包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述耦合器的第一輸入端與所述第一可調(diào)諧激光器的輸出端連接，所述耦合器的第二輸入端與所述第二可調(diào)諧激光器的輸出端連接；所述耦合器用于將所述第一光信號和所述第二光信號進(jìn)行合波，并將合波光信號分解為功率相等的第一輸出信號和第二輸出信號；其中，所述第一輸出信號由第一輸出端輸出，所述第二輸出信號由第二輸出端輸出；

光電探測器，包括輸入端和輸出端；所述光電探測器的輸入端與所述耦合器的第一輸出端連接；所述光電探測器用于將所述第一輸出信號轉(zhuǎn)化為太赫茲波信號并向外輻射；

其中，所述第一可調(diào)諧激光器、所述第二可調(diào)諧激光器、所述耦合器和所述光電探測器均形成于同一基片上；

所述第二輸出信號傳輸至芯片外部的太赫茲接收器，太赫茲接收器用于太赫茲頻譜分析，根據(jù)所述第二輸出信號得到與輻射出的太赫茲波相關(guān)的原始信息；太赫茲接收器還接收該芯片輻射出的太赫茲波經(jīng)目標(biāo)物反射回來的回波信號，并根據(jù)原始信息和回波信號得到與目標(biāo)物的位置和形狀有關(guān)的信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述第一可調(diào)諧激光器和所述第二可調(diào)諧激光器沿所述基片的寬度方向排列；所述第一可調(diào)諧激光器、所述耦合器和所述光電探測器沿所述基片的長度方向排列。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述第一可調(diào)諧激光器和所述第二可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)相同；且所述第一可調(diào)諧激光器和所述第二可調(diào)諧激光器關(guān)于所述基片短邊的中軸線對稱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，還包括：

第一光放大器，包括輸入端和輸出端；所述第一光放大器的輸入端與所述第一可調(diào)諧激光器的輸出端連接，所述第一光放大器的輸出端與所述耦合器的第一輸入端連接；

第二光放大器，包括輸入端和輸出端；所述第二光放大器的輸入端與所述第二可調(diào)諧激光器的輸出端連接，所述第二光放大器的輸出端與所述耦合器的第二輸入端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述第一可調(diào)諧激光器與所述第一光放大器通過無源波導(dǎo)連接、所述第一光放大器與所述耦合器通過無源波導(dǎo)連接、所述第二可調(diào)諧激光器與所述第二光放大器通過無源波導(dǎo)連接、所述第二光放大器與所述耦合器通過無源波導(dǎo)連接、以及所述耦合器與所述光電探測器通過無源波導(dǎo)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述第一可調(diào)諧激光器包括：分布反饋式激光器、分布布拉格反射式激光器或取樣分布布拉格反射式激光器；

所述第二可調(diào)諧激光器包括：分布反饋式激光器、分布布拉格反射式激光器或取樣分布布拉格反射式激光器；

所述耦合器包括：多模干涉耦合器；

所述光電探測器包括：集成了天線的超高速單行載流子光電探測器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述基片的材料包括：Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料；

所述第一可調(diào)諧激光器、所述第二可調(diào)諧激光器、所述耦合器和所述光電探測器的構(gòu)成材料均包括：Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片，其特征在于，所述第一可調(diào)諧激光器還包括控制端；所述第二可調(diào)諧激光器還包括控制端；所述連續(xù)調(diào)頻太赫茲波雷達(dá)單片光子集成芯片還包括：

控制器，包括第一輸出端和第二輸出端；所述控制器的第一輸出端與所述第一可調(diào)諧激光器的控制端連接，所述控制器的第二輸出端與所述第二可調(diào)諧激光器的控制端連接；所述控制器用于控制所述第一可調(diào)諧激光器和/或所述第二可調(diào)諧激光器的輸出。