[發明專利]連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片及雷達系統

有效

• 申請號: 202110631214.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113381269B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 郭乾文;熊婉姝;姚偌云;李玉苗;吉晨
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 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

本發明公開了一種連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片及雷達系統。連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片包括：第一可調諧激光器、第二可調諧激光器、耦合器和光電探測器。第一可調諧激光器用于產生具有第一頻率的第一光信號；第二可調諧激光器用于產生具有第二頻率的第二光信號；耦合器用于將第一光信號和第二光信號進行合波，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輸出；光電探測器用于將第一輸出信號轉化為太赫茲波信號并向外輻射；其中，第一可調諧激光器、第二可調諧激光器、耦合器和光電探測器均形成于同一基片上。本發明可以實現太赫茲波雷達的集成化和小型化，并提高系統的穩定性。

技術領域

本發明實施例涉及激光器半導體技術領域，尤其涉及一種連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片及雷達系統。

背景技術

雷達是一種利用電磁波探測目標的電子設備，它可以通過發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，以此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率、方位、高度等信息。隨著波長的變短，雷達的探測精度會隨之上升。太赫茲波因其波長短、頻率豐富的特點逐漸成為高精度、反隱身雷達的發展方向之一。然而，目前的太赫茲波雷達系統中的太赫茲波源和太赫茲波發射器等均為分立器件，導致雷達系統的體積龐大，系統穩定性和可靠性較差，難以滿足低成本、小型化、批量化的市場要求。

發明內容

本發明實施例提供了一種連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片及雷達系統，以實現太赫茲波雷達的集成化和小型化，并提高系統的穩定性。

第一方面，本發明實施例提供了一種連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片，包括：

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

第二可調諧激光器，包括輸出端；所述第二可調諧激光器用于產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化為太赫茲波信號并向外輻射；

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

可選地，所述第一可調諧激光器和所述第二可調諧激光器沿所述基片的寬度方向排列；所述第一可調諧激光器、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。

可選地，所述第一可調諧激光器和所述第二可調諧激光器的結構相同；且所述第一可調諧激光器和所述第二可調諧激光器關于所述基片短邊的中軸線對稱。

可選地，所述連續調頻太赫茲波雷達單片光子集成芯片還包括：

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。

可選地，所述第一可調諧激光器與所述第一光放大器通過無源波導連接、所述第一光放大器與所述耦合器通過無源波導連接、所述第二可調諧激光器與所述第二光放大器通過無源波導連接、所述第二光放大器與所述耦合器通過無源波導連接、以及所述耦合器與所述光電探測器通過無源波導連接。