[發明專利]光學相控陣芯片以及激光雷達

有效

• 申請號: 202180007949.2
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN114945836B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 汪敬
• 申請（專利權）人: 深圳市速騰聚創科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S7/484;G01S7/4911;G02B6/12
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 田甜

1.光學相控陣芯片，其特征在于，包括依次設置的襯底層、埋氧層、第一波導層、氧化層、第二波導層以及上包層；其中，所述第二波導層的熱光系數低于所述第一波導層的熱光系數；

所述第二波導層上形成有耦合器、分光器和發射天線組件；所述第一波導層上形成有移相器組件；所述第一波導層和所述第二波導層之間形成有兩個層間轉換器組件；其中，所述耦合器通過所述第二波導層與所述分光器信號連通，所述分光器通過其中一個所述層間轉換器組件與所述移相器組件信號連通，所述移相器組件通過另一個所述層間轉換器組件與所述發射天線組件信號連通。

2.如權利要求1所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述第二波導層分為間隔設置的第一部分和第二部分，所述耦合器和所述分光器形成于所述第一部分上，所述發射天線組件形成于所述第二部分上。

3.如權利要求2所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述第一波導層位于所述第一部分和所述第二部分之間，且所述第一波導層的其中一端通過其中一個所述層間轉換器組件與所述第一部分的相應端部信號連通，所述第一波導層的另一端通過另一個所述層間轉換器組件與所述第二部分的相應端部信號連通。

4.如權利要求3所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述第一波導層的兩端分別與所述第二波導層中兩個部分的相應端部層疊設置。

5.如權利要求2-4任一項所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述分光器具有多個信號輸出端；

所述移相器組件包括與所述分光器的多個信號輸出端一一對應連通的多個移相器；

所述發射天線組件包括與多個所述移相器一一對應連通的多個發射天線。

6.如權利要求5所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述第一部分的信號輸出端具有與所述分光器的多個信號輸出端一一對應的多個第一波導段；

所述第二部分包括依次排列的多個第二波導段，多個所述第二波導段與多個所述第一波導段一一對應設置；每個所述第二波導段上設有一個所述發射天線；

所述第一波導層包括依次排列的多個第三波導段，多個所述第三波導段與多個所述第一波導段一一對應設置；每個所述第三波導段上設有一個所述移相器；

其中一個所述層間轉換器組件包括一一對應設置于多個所述第三波導段和多個所述第一波導段之間的多個第一層間轉換器；

另一個所述層間轉換器組件包括一一對應設置于多個所述第三波導段和多個所述第一波導段之間的多個第二層間轉換器。

7.如權利要求6所述的光學相控陣芯片，其特征在于，當所述第二波導層與所述第一波導層之間的垂直間距大于50nm小于400nm時，位于同一層間轉換器內的兩個波導層內的光信號能夠通過倏逝波耦合實現層間轉換。

8.如權利要求7所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述第一波導段和所述第三波導段位于所述第一層間轉換器內的部分，以及所述第二波導段和所述第三波導段位于所述第二層間轉換器內的部分均為錐形；所述第一層間轉換器和所述第二層間轉換器均為錐形波導模式轉換器。

9.如權利要求6所述的光學相控陣芯片，其特征在于，當所述第二波導層與所述第一波導層之間的垂直間距大于1μm小于4μm時，所述第一波導段和所述第三波導段位于所述第一層間轉換器內的部分，以及所述第二波導段和所述第三波導段位于所述第二層間轉換器內的部分上均形成有光柵結構；位于同一層間轉換器內的兩個相對設置的波導段內的光信號能夠通過所述光柵結構實現層間轉換。

10.如權利要求9所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述光柵結構呈扇形設置。

11.如權利要求9所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述光柵結構的光線出射角度或光線接收角度為0-90°。

12.如權利要求9所述的光學相控陣芯片，其特征在于，所述光柵結構的光線出射角度或光線接收角度為0-60°。