[发明专利]一种光学相控阵激光雷达

权利要求书

1.一种光学相控阵激光雷达，其特征在于，包括：

激光器，用于发射激光信号；

光分束器，用于将所述激光信号进行分束，得到多个子信号，并分配到对应的光路中；

与所述光分束器连接的相位控制器，用于对多个所述子信号进行相位调控；

与所述相位控制器连接的基于一维光栅结构的光学天线阵列，用于将相位调控后的子信号沿所述光学天线阵列中的光栅天线方向均匀散射到自由空间中；

氮化硅波导阵列，用于传输所述子信号和所述相位调控后的子信号，实现近红外光和可见光的传输；

所述光学天线阵列由多根所述光栅天线构成，所述光栅天线包括第二氮化硅波导和包覆所述第二氮化硅波导的二氧化硅层，所述第二氮化硅波导包括多个光栅周期结构，所述光栅周期结构为齿状结构，以使通过所述齿状结构的齿深调控所述子信号的波长；

所述第二氮化硅波导的所述齿深为非均匀化排布，用于使输出功率沿天线长度上平整，提高分辨率；

所述第二氮化硅波导构成的所述光栅天线的相邻光栅天线发射的功率不同，或者所述光栅天线排布的密度不同，用于通过提高主瓣旁瓣比使得能量集中，增加探测距离，提高扫描分辨率；

相位调控后的子信号经过所述光学天线阵列的光栅天线的光栅周期，一部分相位调控后的子信号散射出，沿着相同散射角度出来的光信号在远场形成等倾斜干涉，通过调控光波长实现控制干涉条纹的中央亮条纹的方向，通过所述相位控制器使得相位调控后的子信号在所述光学天线阵列的不同的光栅天线间引入固定的相位差，实现在另一个维度上的光干涉，以在一维光栅结构的所述光学天线阵列上实现二维方向的光扫描。

2.根据权利要求1所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，所述相位控制器包括：与所述子信号对应的第一氮化硅波导和电控制器；

所述电控制器包括微加热器，用于调节所述第一氮化硅波导的温度，且各个所述微加热器之间错开排布，以使所述微加热器加热时不存在交叉区域。

3.根据权利要求2所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，所述第一氮化硅波导的长度与所述微加热器的长度一致。

4.根据权利要求3所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，相邻两个所述微加热器首尾错开排布，以多个所述微加热器作为一组微加热器，每组微加热器的起始段对齐。

5.根据权利要求1所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，还包括：

光合束器和与所述光合束器连接的光探测器；

所述光探测器是PIN光电二极管探测器、雪崩光电二极管探测器和单光子探测器中的一种。

6.根据权利要求1所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，所述激光器是波长可调的激光器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的光学相控阵激光雷达，其特征在于，所述氮化硅波导阵列为一维阵列。