[发明专利]一种激光光束扫描器

说明书

本发明提供一种激光光束扫描器，通过激光器发出激光信号，由光分束器将所述激光信号的光束分配到N路光路中；再由设置于所述N路光路中的相位控制器，根据电信号的控制，为相应光路中的光产生相应的附加相位；然后通过光合束器将所述N路光路输出的光合成一束光束；最后由散射光栅将合成光束散射到空间，进而使散射到空间的光束的方向角度得到放大，解决了现有技术中扫描角度小的问题。

技术领域

本发明涉及激光光束扫描技术领域，特别涉及一种激光光束扫描器。

背景技术

相控阵雷达作为早期雷达的一个改进方式，由列阵天线组成，利用电磁波相干原理实现电扫描，具有波束指向灵活、抗干扰能力强、可同时跟踪上百个目标等优点，但机械的相控阵雷达设备也有结构复杂，造价昂贵、扫描范围小且速度慢等缺点。

光控相控阵雷达，是把激光技术引入相控阵雷达中，由于其可以在大扫描角下实现大的瞬时带宽，可以极大地提高雷达的分辨率和扫描速度、极大地缩小体积，提高精度和探测距离等，因此光控相控阵雷达引起了全世界研究人员的关注，并成为现代激光雷达的一个研究热点。

当前新兴的一种固态激光相控阵雷达传感器，其核心器件是光控相控阵，即激光光束扫描器。该器件将在众多领域有非常广泛的应用，例如激光雷达、激光制导、激光通信、激光图像识别、三维激光成像、无人机、自动驾驶、机械人的控制与制导等等。目前，国外众多研究单位，已能够在硅芯片上制作应用光学相控阵扫描方法的激光光束扫描器，但这些激光光束扫描器普遍存在的问题是扫描角度小，这一缺点极大地限制了它的应用。

发明内容

本发明提供一种激光光束扫描器，以解决现有技术中扫描角度小的问题。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种激光光束扫描器，包括：

激光器，用于发出激光信号；

光分束器，用于将所述激光信号的光束分配到N路光路中；N为大于1的正整数；

相位控制器，设置于所述N路光路中，用于根据电信号的控制，为相应光路中的光产生相应的附加相位；

光合束器，用于将所述N路光路输出的光合成一束，成为合成光束；

散射光栅，用于将合成光束散射到空间。

优选的，所述激光光束扫描器集成于光电子集成芯片上。

优选的，所述的光分束器为：波导分叉结构、波导耦合结构或者星型耦合结构。

优选的，所述相位控制器包括：一个微加热器和设置于所述微加热器上的N路波导延迟线；

所述波导延迟线的长度为所述光合束器入射端坐标的线性函数。

优选的，所述的相位控制器包括：N路光波导和N个电控制器；其中：

所述N路光波导的光程相同；

N个电控制器分别与N路光波导一一对应相连；所述电控制器用于为相应光路中的光产生相应的附加相位，所产生的附加相位为所述光合束器入射端坐标的线性函数。

优选的，所述电控制器包括：N个微加热器；

所述微加热器的长度为所述光合束器入射端坐标的线性函数。

优选的，所述电控制器包括：N个P-N节，或者，N个P-i-N节；

所述P-N节和所述P-i-N节的长度为所述光合束器入射端坐标的线性函数。

优选的，所述散射光栅设置于所述光合束器的输出端，用于放大所述合成光束的偏转角度，使所述合成光束散射到空间。

优选的，散射光栅的分布是曲线的。