[发明专利]硅光芯片以及激光雷达系统

说明书

一种硅光芯片以及激光雷达系统，所述硅光芯片包括：第一耦合器，用于从外部光源接收多路入射光并将所述多路入射光耦合成第一单路传输光；第二耦合器，接收所述第一单路传输光的一部分，并将所述第一单路传输光的一部分分光为多路出射光并传输至外部的探测装置。本发明可以提高激光传输的效率。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种硅光芯片以及激光雷达系统。

背景技术

二维调频连续波雷达(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)激光雷达系统可以进行二维平面的扫描测量以及激光雷达本身的测距信息，从而实现对周围目标的三维信息采集。现有的二维FMCW激光雷达主要采用线阵FMCW激光雷达进行360度机械式扫描或者单点FMCW激光雷达多维机械扫描实现二维扫描FMCW激光雷达。

FMCW激光雷达需要将光分为参考光、测量本振光、回波信号光耦合进光纤，通过光纤传输进行干涉及探测得到距离和速度信息。由于光纤存在最小弯折半径、各类光纤器件体积较大、FMCW激光雷达所需要光纤器件较多。导致现有FMCW激光雷达集成度较低，结构不紧凑。进行二维测量，在一维FMCW激光雷达的基础上，增加了旋转或偏转等机械结构。导致了二维FMCW激光雷达系统环境稳定性差、系统体积偏大、系统装调难度成本大等问题，使二维FMCW激光雷达系统难以实现批量应用。

随着半导体光电子领域的发展，光电集成半导体器件已经在多个领域得到应用。这几年硅基光电子也在不断地发展，片上声光调制器的出现，使得基于片上集成硅基光电子芯片的FMCW激光雷达具有可实施性。通过设置硅光芯片以及集成的信号处理模块，可以提高FMCW激光雷达的系统集成度，极大地降低成本、提高系统的稳定性。

然而，在现有的硅光芯片中，激光的传输效率较低，亟需一种硅光芯片，能够提高激光传输的效率。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种硅光芯片以及激光雷达系统，可以提高激光传输的效率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种硅光芯片，包括：第一耦合器，用于从外部光源接收多路入射光并将所述多路入射光耦合成第一单路传输光；第二耦合器，接收所述第一单路传输光的一部分，并将所述第一单路传输光的一部分分光为多路出射光并传输至外部的探测装置。

可选的，所述多路入射光均为单波长调频连续光，所述多路入射光之间的波长不完全相同；所述第一耦合器为第一光波分复用器，其中，采用所述第一光波分复用器耦合成的所述第一单路传输光为多波长复合光；所述第二耦合器为第二光波分复用器，其中，采用所述第二光波分复用器分光得到的所述多路出射光为单波长调频连续光。

可选的，所述第一单路传输光被分光为参考光和本振测量光，所述本振测量光被分光为本振光和所述第一单路传输光的一部分，所述第一单路传输光的一部分被记为测量光；所述硅光芯片还包括：光环形器，接收所述测量光并传输至所述第二光波分复用器，以及从所述第二光波分复用器接收第二单路传输光；其中，所述第二光波分复用器从所述探测透镜接收外界反射的回波信号光，并将所述回波信号光耦合成第二单路传输光，所述第二单路传输光为多波长复合光。

可选的，所述硅光芯片还包括：第三光波分复用器，接收所述本振光并将所述本振光分光为多路单波长调频连续光，记为第三单波长光。

可选的，所述硅光芯片还包括：第四光波分复用器，与所述光环形器耦合，接收所述第二单路传输光并将所述第二单路传输光分光为多路单波长调频连续光，记为第四单波长光，且所述多路第四单波长光与所述多路第三单波长光一一对应；第三耦合器阵列，包含多个第三耦合器，且所述多个第三耦合器与第三单波长光一一对应，每个第三耦合器接收一路第三单波长光以及一路第四单波长光并进行耦合输出。