[發明專利]一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達

在審

• 申請號: 202210537227.4
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114966617A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 蔣友山;林文雄;吳玉霞
• 申請（專利權）人: 閩都創新實驗室;福建天蕊光電有限公司
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;G01S7/481;G02F1/035
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：

包括：光纖激光器（1）、分路器（2）、多層混合集成波導（31~3N）和輸出裝置（4）；

所述多層混合集成波導（31~3N）當中的每一層混合集成波導均包括構成嵌入式集成的鈮酸鋰調制模組和光波導；所述鈮酸鋰模組中設有電控系統，用于對鈮酸鋰調制模組進行相位調制；

所述光纖激光器（1）連接分路器（2），分路器（2）將輸入光分為多路光，并連接到相應的多層混合集成波導（31~3N）的輸入端，輸出裝置（4）將干涉后的光41準直輸出；所述多層混合集成波導（31~3N）通過調整光的相對相位改變激光的發射方向，以實現發射激光在水平方向θx和垂直方向θy的二維掃描。

2.根據權利要求1所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：所述多層混合集成波導（31~3N）之間以出光端能產生干涉效果的間距d層疊設置：d=nλ，λ為輸入激光光信號波長，n為1、2...n；干涉光經過輸出裝置（4）后準直輸出，以實現輸出光束在垂直方向θy掃描。

3.根據權利要求1所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：每一所述鈮酸鋰調制模組均設置有切割形成的N個通道，各個通道之間刻有深槽，共N-1個深槽，以隔離電極之間的互相影響；

對于每一層混合集成波導，信號光輸入至所述混合集成波導，光波導前部將輸入光分為N路光之后，分別對應經過鈮酸鋰調制模組的各個通道，經過鈮酸鋰調制模組相位調制后的N路光束進入光波導的后部并合攏到干涉陣列結構，使N路有相位差的光束形成干涉光束，再經輸出裝置（4）準直輸出；通過調整N路光束的相對相位以改變干涉光束的發射方向，最終實現輸出光束在水平方向θx的掃描。

4.根據權利要求3所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：所述電控系統對鈮酸鋰調制模組的每個通道的電極單獨控制。

5.根據權利要求1所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：所述鈮酸鋰調制模組的前后兩面鍍有光學增透膜，用于減小光束插損。

6.根據權利要求3所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：所述光波導嵌入鈮酸鋰調制模組處的形狀為喇叭狀，用于使光波導中的光束由發散光束轉變為平行光束通過鈮酸鋰調制模組，然后重新匯聚回到光波導中。

7.根據權利要求3所述的一種基于混合集成波導的二維相控陣激光雷達，其特征在于：所述光波導前部輸入端為光1xN分路結構，后部輸出端為合攏連接至干涉陣列的結構。