[发明专利]LIDAR输出信号的放大

说明书

LIDAR系统包括生成LIDAR输出信号的LIDAR芯片。LIDAR芯片包括实用波导，其被配置为携带从传出LIDAR信号和传入LIDAR信号中选择的一个或多个光信号。该系统还包括具有放大器波导的放大器，该放大器波导具有第一刻面和第二刻面。放大器被定位成使得第一刻面与实用波导的一刻面光学对准，但是第二刻面不与任何波导光学对准。

相关申请

本专利申请要求于2019年3月6日提交的美国临时专利申请序列号62/814,844的权益，并以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及光学器件。特别地，本发明涉及LIDAR系统。

背景技术

LIDAR技术正被应用于各种应用。LIDAR技术生成LIDAR输出信号，该LIDAR输出信号从诸如LIDAR芯片的源传送。远离源定位的对象反射LIDAR输出信号。反射的光信号充当LIDAR输入信号，并被源接收。LIDAR输入信号携带指示LIDAR输出信号源与反射对象之间的距离和/或径向速度的LIDAR数据。在一些情况下，源和/或与源相关联的电子器件可以处理LIDAR输入信号，以便提取LIDAR数据。

能够集成对于生成LIDAR输出信号和提取LIDAR数据所需的所有电光功能的平台是高度合期望的。例如，将这些功能集成在LIDAR芯片上是合期望的。然而，在诸如LIDAR芯片之类的平台中，激光器通常用作LIDAR输出信号的源。然而，这些激光器输出功率的限制限制了这些平台中LIDAR输出信号的功率。LIDAR输出信号的受限制功率也限制了携带LIDAR数据的光信号的可用功率。当生成多个不同的LIDAR输出信号（不同的波长通道）时，可用的激光源在输出功率方面特别受限制。波导和耦合损耗还可能通过降低被对象反射之后返回到LIDAR芯片的光信号水平，进一步限制接收路径上可用于检测的光学功率。诸如距离和测量精度之类的性能参数强烈依赖于接收的光学功率。结果，需要具有增加的LIDAR输出信号功率和/或接收路径上增加的功率的LIDAR平台，诸如LIDAR芯片。

发明内容

一种LIDAR系统包括传送LIDAR输出信号的LIDAR芯片。LIDAR芯片包括一个或多个芯片波导。所述一个或多个芯片波导包括实用波导，所述实用波导被配置为携带从传出LIDAR信号和传入LIDAR信号中选择的一个或多个光信号。所述系统还包括具有放大器波导的放大器，所述放大器波导具有第一刻面和第二刻面。放大器被定位成使得第一刻面与实用波导的一刻面光学对准，但是第二刻面不与所述一个或多个LIDAR芯片波导中的任何一个光学对准。

LIDAR系统的另一实施例具有包括第一波导和第二波导的LIDAR芯片。LIDAR系统还具有放大器芯片，所述放大器芯片包括具有第一刻面和第二刻面的放大器波导。放大器芯片定位在LIDAR芯片上，使得第一刻面与第一波导的一刻面光学对准，并且第二刻面与第二波导的一刻面光学对准。放大器波导被配置为从第一波导接收光信号，并且引导光信号，使得第二波导从放大器波导接收光信号。放大器芯片被构造成使得光信号在进入放大器波导时行进的方向与光信号在离开放大器波导时行进的方向之间的角度小于180°。

附图说明

图1是LIDAR芯片的俯视图。

图2是根据图1的由绝缘体上硅晶片构成的LIDAR芯片的横截面。

图3A是LIDAR系统的示意图。

图3B是LIDAR系统的另一个实施例的示意图。

图4是LIDAR系统的另一个实施例的示意图。

图5是包括多个部件组装件的LIDAR系统的实施例的示意图。

图6A是包括与多个波导对准的放大器的LIDAR系统的实施例的示意图。

图6B是包括与多个波导对准的放大器的LIDAR系统的另一个实施例的示意图。