CN111175890B - 一种光学相控阵集成芯片 - Google Patents

一种光学相控阵集成芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN111175890B
CN111175890B CN201811340102.2A CN201811340102A CN111175890B CN 111175890 B CN111175890 B CN 111175890B CN 201811340102 A CN201811340102 A CN 201811340102A CN 111175890 B CN111175890 B CN 111175890B
Authority
CN
China
Prior art keywords
channels
chip
optical
light
output end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811340102.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111175890A (zh
Inventor
刘敬伟
李文玲
田立飞
张新群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guoke Optical Core Haining Technology Co ltd
Original Assignee
Guoke Optical Core Haining Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guoke Optical Core Haining Technology Co ltd filed Critical Guoke Optical Core Haining Technology Co ltd
Priority to CN201811340102.2A priority Critical patent/CN111175890B/zh
Publication of CN111175890A publication Critical patent/CN111175890A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111175890B publication Critical patent/CN111175890B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光学相控阵集成芯片，包括：芯片输入端，用于连接光纤；光复用器，用于将通过光纤的光束分为多路光束；光调制器，光调制器包括多个通道，多个通道与多路光束的数量相同且一一对应连接，光调制器用于对多束光束进行相位调制；光合束器，与多个通道一一对应相连，用于将经过多个通道的光束进行合束；芯片输出端，与光合束器相连；设置在芯片输出端处的金属吸收层，金属吸收层用于限制芯片输出端的旁瓣光束出射。本发明具有如下优点：利用金属层阻挡和吸收芯片内可能引起干扰作用的杂散光，提高芯片光学输出信噪比。杂散光抑制结构集成于芯片上，具有结构紧凑、成本低、可靠性高的优点。

Description

一种光学相控阵集成芯片
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体设计一种光学相控阵集成芯片。
背景技术
激光雷达(Light Detection And Ranging，LiDAR)是以激光为信号载体，以激光器为发射源，以光电探测系统为接收端的光学传感设备，广泛应用于地形测绘、环境监测、自动驾驶等领域。相控阵激光雷达是一种全固态的激光雷达方案，相对于机械式及MEMS式激光雷达而言可靠性更高。光学相控阵(Optical Phased Array,OPA)集成芯片是相控阵激光雷达中的核心部件，实现出射光束的方向扫描，其出射光束质量是影响系统工作性能的重要因素。在相控阵光学芯片中，出射光束不仅包括方向可控的扫描光源，还包括旁瓣及基底散射等杂散光。杂散光的存在将会降低系统信噪比，因此应尽可能避免或抑制。
杂散光主要包括两类：第一类是光学芯片中由于光学耦合，波导及光学器件的光学损耗引起的基底散射光，第二类是与相控阵主瓣光束共同产生的旁瓣光束。
相关技术对于杂散光主要采用以下方案，但这些方案均存在明显的问题：
1、杂散光的片外抑制方案：将会为芯片封装带来额外的耦合对准难度，降低可靠性并增加系统成本；
2、提高相控阵波导的占空比来抑制旁瓣光束：将伴随着波导之间串扰的增加，继而劣化相控合成光束的方向性，因此占空比增加对于旁瓣的抑制作用有限；
3、非等间隔波导抑制旁瓣光束：会增加芯片的相位控制难度。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种光学相控阵集成芯片，可以提高芯片光学输出信噪比。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种光学相控阵集成芯片，包括：芯片输入端，用于连接光纤；光复用器，与所述芯片输入端相连，用于将通过所述光纤的光束分为多路光束；光调制器，所述光调制器包括多个通道，所述多个通道与所述多路光束的数量相同且一一对应连接，所述光调制器用于对所述多束光束进行相位调制；光合束器，与所述多个通道一一对应相连，用于将经过所述多个通道的光束进行合束；芯片输出端，与所述光合束器相连；设置在所述芯片输出端处的金属吸收层，所述金属吸收层用于限制所述芯片输出端的旁瓣光束出射。
根据本发明实施例的光学相控阵集成芯片，利用金属层阻挡和吸收芯片内可能引起干扰作用的杂散光，提高芯片光学输出信噪比。杂散光抑制结构集成于芯片上，具有结构紧凑、成本低、可靠性高的优点。
另外，根据本发明上述实施例的光学相控阵集成芯片还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，还包括：第一隔离板，设置在所述光线与所述光复用器的输入波导的耦合点处，所述第一隔离板上设置有第一隔离槽，所述第一隔离板用于抑制散射光；其中，所述光复用器包括所述输入波导。
进一步地，所述光合束器包括：彼此平行的多个第一通道；彼此平行的多个第二通道，所述多个第二通道与所述多个第二通道数量相同且一一对应设置；设置在所述多个第二通道与所述多个第二通道之间的用于合束的多个连接通道，所述多个连接通道与所述多个第二通道和所述多个第一通道数量相同，每个连接通道分别连接一个第一通道和一个第二通道；其中，在所述多个第一通道处设置有第二隔离板，所述第二隔离板上设置有多个第二隔离槽，以通过所述多个第二隔离槽将所述多个第一通道彼此隔离，在所述多个第二通道处设置有第三隔离板，所述第三隔离板上设置有容纳所述多个第二通道的第三隔离槽。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的光学相控阵集成芯片的结构示意图；
图2是本发明一个实施例中光合束器处设置隔离槽的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述本发明的光学相控阵集成芯片。
图1是本发明一个实施例的光学相控阵集成芯片的结构示意图。如图1所示，本发明是实施例的光学相控阵集成芯片，包括芯片输入端1、光复用器2、光调制器3、光合束器4、芯片输出端5和金属吸收层6。
其中，芯片输入端1用于连接光纤。
光复用器2与芯片输入端1相连，用于将通过光纤的光束分为多路光束。在本发明的一个实施例中，光复用器2将光束分为2N束，其中N为自然数。在一些示例中，N为2，即光复用器2将光束分为4束。
在本发明的一个实施例中，光学相控阵集成芯片还包括第一隔离板7。其中，光复用器2包括输入波导，第一隔离板7设置在光纤与光复用器2的输入波导的耦合点处。第一隔离板7上设置有第一隔离槽，第一隔离板7用于抑制散射光。
光调制器3包括多个通道。其中，多个通道与多路光束的数量相同且一一对应连接。光调制器3用于对多束光束进行相位调制。
光合束器4与光调制器3的多个通道一一对应相连，用于将经过多个通道的光束进行合束。
图2是本发明一个实施例中光合束器处设置隔离槽的结构示意图。如图2所示，在本发明的一个实施例中，光合束器包括：彼此平行的多个第一通道4A、彼此平行的多个第二通道4C、设置在多个第二通道与多个第二通道之间的用于合束的多个连接通道4B。
其中，多个第二通道4C与多个第一通道数量4A相同且一一对应设置。多个连接通道与多个第二通道和多个第二通道数量相同，每个连接通道4B分别连接一个第一通道4A和一个第二通道4C。
在多个第一通道4A处设置有第二隔离板8，第二隔离板8上设置有多个第二隔离槽，以通过多个第二隔离槽将多个第一通道彼此隔离。在多个第二通道处设置有第三隔离板9，第三隔离板上设置有容纳多个第二通道4C的第三隔离槽。多个第二隔离槽和第三隔离槽配合可以抑制分束、传输、弯曲引起的散射光。
芯片输出端5与光合束器4相连。
金属吸收层6设置在芯片输出端5处，用于限制芯片输出端的旁瓣光束出射。
根据本发明实施例的光学相控阵集成芯片，利用金属层阻挡和吸收芯片内可能引起干扰作用的杂散光，提高芯片光学输出信噪比。杂散光抑制结构集成于芯片上，具有结构紧凑、成本低、可靠性高的优点。
另外，本发明实施例的光学相控阵集成芯片的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种光学相控阵集成芯片，其特征在于，包括：
芯片输入端，用于连接光纤；
光复用器，与所述芯片输入端相连，用于将通过所述光纤的光束分为多路光束；
光调制器，所述光调制器包括多个通道，所述多个通道与所述多路光束的数量相同且一一对应连接，所述光调制器用于对所述多路 光束进行相位调制；
光合束器，与所述多个通道一一对应相连，用于将经过所述多个通道的光束进行合束；
芯片输出端，与所述光合束器相连；
设置在所述芯片输出端处的金属吸收层，所述金属吸收层用于限制所述芯片输出端的旁瓣光束出射；
所述金属吸收层包围所述芯片输出端，所述金属吸收层与所述芯片输出端的界面自靠近所述光合束器一侧向远离所述光合束器一侧逐渐扩张，形成逐渐扩张的光通道。
2.根据权利要求1所述的光学相控阵集成芯片，其特征在于，还包括：
第一隔离板，设置在所述光纤与所述光复用器的输入波导的耦合点处，所述第一隔离板上设置有第一隔离槽，所述第一隔离板用于抑制散射光；
其中，所述光复用器包括所述输入波导。
3.根据权利要求1所述的光学相控阵集成芯片，其特征在于，所述光合束器包括：
彼此平行的多个第一通道；
彼此平行的多个第二通道，所述多个第二通道与所述多个第一通道数量相同且一一对应设置；
设置在所述多个第二通道与所述多个第二通道之间的用于合束的多个连接通道，所述多个连接通道与所述多个第二通道和所述多个第二通道数量相同，每个连接通道分别连接一个第一通道和一个第二通道；
其中，在所述多个第一通道处设置有第二隔离板，所述第二隔离板上设置有多个第二隔离槽，以通过所述多个第二隔离槽将所述多个第一通道彼此隔离，在所述多个第二通道处设置有第三隔离板，所述第三隔离板上设置有容纳所述多个第二通道的第三隔离槽。
CN201811340102.2A 2018-11-12 2018-11-12 一种光学相控阵集成芯片 Active CN111175890B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811340102.2A CN111175890B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种光学相控阵集成芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811340102.2A CN111175890B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种光学相控阵集成芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111175890A CN111175890A (zh) 2020-05-19
CN111175890B true CN111175890B (zh) 2022-04-19

Family

ID=70648083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811340102.2A Active CN111175890B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种光学相控阵集成芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111175890B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112504126B (zh) * 2020-12-14 2023-02-03 国科光芯(海宁)科技股份有限公司 一种三维扫描测距装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1619345A (zh) * 2003-11-17 2005-05-25 索尼株式会社 光波导管元件、光源组件和光学信息处理装置
CN106410607A (zh) * 2016-11-17 2017-02-15 清华大学 有源光相控阵光子集成芯片及其制备方法
CN108429598A (zh) * 2018-05-17 2018-08-21 大连优迅科技有限公司 一种降低多波长串扰的装置及光路系统
CN108767656A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 清华大学 相干光源部件

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5207938B2 (ja) * 2008-05-15 2013-06-12 浜松ホトニクス株式会社 分光モジュール及び分光モジュールの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1619345A (zh) * 2003-11-17 2005-05-25 索尼株式会社 光波导管元件、光源组件和光学信息处理装置
CN106410607A (zh) * 2016-11-17 2017-02-15 清华大学 有源光相控阵光子集成芯片及其制备方法
CN108429598A (zh) * 2018-05-17 2018-08-21 大连优迅科技有限公司 一种降低多波长串扰的装置及光路系统
CN108767656A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 清华大学 相干光源部件

Also Published As

Publication number Publication date
CN111175890A (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10451805B2 (en) Wavelength division multiplexing/demultiplexing optical transceiving assembly based on diffraction grating
US8488244B1 (en) Ultra compact optical multiplexer or demultiplexer
US20130330080A1 (en) Wavelength Division Multiplexing/De-Multiplexing Optical Assembly for High Speed Parallel Long Distance Transmission
US20240201334A1 (en) Frequency modulated continuous wave lidar and autonomous driving device
WO2019105113A1 (zh) 光收发器件
US9910218B2 (en) Optical module and optical network system
JP2002267998A (ja) 波長分散補償モジュール、光受信回路、及び光通信システム
CN103197383A (zh) 阵列定向光耦合装置
CN103414519A (zh) 光控微波波束形成器
CN111175890B (zh) 一种光学相控阵集成芯片
JP2021533672A (ja) 受信器の光サブアセンブリ、コンボ・トランシーバサブアセンブリ、コンボ光モジュール、通信機器、及びｐｏｎシステム
CN112782862A (zh) 一种多波长合波的光学模组
CN114019617A (zh) 光信号传输系统
CN108551372B (zh) 一种多波长空间错位分合波模块
EP2565691B1 (en) Spectroscopic device, optical multiplex device and method, and optical add-drop multiplex apparatus
CN110927883A (zh) 一种小型的波分复用器
CN116520508A (zh) 一种体积可控的多通道发射和接收光器件
CN212933046U (zh) 一种多通道波分复用光传输器件、接收器件和收发设备
CN115808749A (zh) 一种单纤多向光收发装置及光模块
CN111740786B (zh) 一种集成光波导波束赋形装置
JP2010113157A (ja) 光受信装置
CN210348082U (zh) 一种分波合波光学组件
CN210246759U (zh) 一种光模块中的Mux/Demux
US10615883B1 (en) Wavelength division multiplexing module
CN112882158A (zh) 一种可实现波分复用和解复用功能的小型化光学组合件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant