[发明专利]一种光学相控阵激光雷达

说明书

本申请提供一种光学相控阵激光雷达，包括：激光器，用于发射激光信号；光分束器，用于将激光信号进行分束，得到多个子信号，并分配到对应的光路中；与光分束器连接的相位控制器，用于对多个子信号进行相位调控；与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，用于传输子信号和相位调控后的子信号，实现近红外光和可见光的传输。本申请提供的光学相控阵激光雷达，采用氮化硅波导阵列进行传输，实现近红外光和可见光的传输，可见，本申请可以在可见光波段进行工作，拓宽了工作范围。

技术领域

本申请涉及光学相控阵技术领域，特别涉及一种光学相控阵激光雷达。

背景技术

目前比较成熟的激光雷达方案采用的机械旋转的方式实现光束扫描，面临体积和功耗大、扫描速度慢、成本高等诸多问题。基于微机电系统的激光雷达扫描角度小，对震动比较敏感。光学相控阵雷达属于全固态激光雷达，有效地解决了上述两种常见的激光雷达问题，但基于硅材料的光相控阵芯片工作波长1100nm，无法工作在可见光波段，限制了应用范围。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种光学相控阵激光雷达，可以实现近红外光和可见光的传输，拓宽了工作范围。其具体方案如下：

本申请公开了一种光学相控阵激光雷达，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。

可选的，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。

可选的，所述第一氮化硅波导的长度与所述微加热器的长度一致。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，所述第二氮化硅波导的所述齿深为非均匀化排布。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，所述激光器是波长可调的激光器。

可选的，所述氮化硅波导阵列为一维阵列。