[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

本申請公開一種光學相控陣芯片以及激光雷達。該光學相控陣芯片，包括依次設置的襯底層(100)、埋氧層(200)、第一波導層(300)、氧化層(400)、第二波導層(500)以及上包層(600)；第一波導層(300)上形成有移相器組件(730)；第一波導層(300)和第二波導層(500)之間形成有兩個層間轉換器組件(800)。激光雷達包括激光雷達發射系統、接收系統以及信號處理系統，激光雷達發射系統包括激光器和上述光學相控陣芯片。本申請公開的光學相控陣芯片以及激光雷達，降低了光學相控陣芯片中各器件制作的工藝要求，并提高了其性能。

技術領域

本申請涉及激光雷達技術領域，具體涉及一種光學相控陣芯片以及激光雷達。

背景技術

光學相控陣芯片是全固態激光雷達系統的重要組成部分，具有完全固態化、高可靠性、體積小、方便控制等優點。一般來說，光學相控陣芯片上設有耦合器、移相器和發射天線等器件，且各器件之間通過波導連通。目前，光學相控陣芯片所用波導材料一般采用絕緣體上硅(Silicon-on-insulator，簡稱SOI)材料、氮化硅材料、三五族材料等中的其中一種材料。

技術問題

本申請實施例的目的之一在于：提供一種光學相控陣芯片以及激光雷達。

技術解決方案

本申請實施例采用的技術方案是：

第一方面，提供了一種光學相控陣芯片，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。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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。