CN111880190A - 一种相干激光测距芯片及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相干激光测距芯片及其系统，该芯片包括：基底以及制备在基底上的光源调制单元、收发单元、混频转换单元和波导，光源调制单元、收发单元和混频转换单元之间通过波导连接；光源调制单元用于输出调制后的信号光和参考光，信号光经过收发单元后照射在目标物体上形成反射信号光；混频转换单元用于接收参考光和反射信号光，将参考光和反射信号光进行转换探测后得到测距信号。本发明采用基底，在基底上制备形成光源调制单元、收发单元以及混频转换单元完成目标物体测距信号的获取，同时采用基底上形成的波导实现光信号在各个单元之间的传输。由此，可以采用芯片实现测距信号的获取，实现了相干测距的小型化和芯片化。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种相干激光测距芯片及其系统。
背景技术
激光测距技术目前在自动驾驶、虚拟/增强现实以及光通信等领域内有着广泛且不可替代的应用，其通过发射特定波长和方向的激光照射被测目标，并对返回信号进行测量来完成对被测目标的距离的探测。
目前，相干检测方法作为一种抗干扰比较强的方案，在激光测距系统中的应用越来越多，根据对激光调制方法的不同，比较常见的相干测距方案有：调频连续波(frequencymodulated continuous wave,FMCW)和啁啾调幅(chirped amplitude modulation,CAM)等。
然而，在现有的激光测距技术中，采用的激光测距系统通常体积较为庞大。这在很大程度上制约了激光雷达的集成化发展。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种相干激光测距芯片及其系统，以解决现有的激光雷达探测系统难以集成化发展的技术问题。
本发明实施例第一方面提供一种相干激光测距芯片，该相干激光测距芯片包括：基底以及制备在基底上的光源调制单元、至少一个收发单元、至少一个混频转换单元和波导，所述光源调制单元、收发单元和混频转换单元之间通过所述波导连接；所述光源调制单元用于输出调制后的信号光和参考光，所述信号光经过所述收发单元后照射在至少一个目标物体上形成反射信号光；所述混频转换单元用于接收所述参考光和经过所述收发单元传输的反射信号光，将所述参考光和反射信号光进行转换探测后得到测距信号。
进一步地，所述基底上包括：多个收发单元和多个混频转换单元，所述多个收发单元用于接收所述光源调制单元输出的多束信号光，将多束信号光输出后照射在多个目标物体上形成多束反射信号光；所述多个混频转换单元用于接收所述光源调制单元输出的多束参考光和经过多个收发单元传输的多束反射信号光，分别将对应每个目标物体的参考光和反射信号光进行转换探测后得到多个测距信号。
进一步地，该相干激光测距芯片还包括：光波导放大器，所述收发单元包括：片上准直结构和收发结构，所述光波导放大器将所述光源调制单元输出的信号光进行放大后输入至所述片上准直结构；所述片上准直结构将所述光波导放大器放大的信号光进行准直；所述收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述收发结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元。
进一步地，所述片上准直结构包括：片上扩束结构和衍射结构，所述片上扩束结构包括绝热倒锥形波导、平板波导凹面反射镜、基于波导层厚度渐变的平板波导透镜、基于微纳结构的折射率渐变平板波导透镜、级联分束器以及星形耦合器中的任意一种；所述衍射结构包括波导衍射光栅阵列或平板波导光栅。
进一步地，所述收发结构包括：发射结构和接收结构，所述发射结构和/或接收结构包括倒锥结构或平板波导结构，所述发射结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述接收结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元；或，所述收发结构包括倒锥结构或平板波导结构，所述倒锥结构或平板波导结构用于发射准直后的信号光并接收反射信号光，所述收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述收发结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元。
进一步地，该相干激光测距芯片还包括：耦合器，所述耦合器设置在所述光波导放大器和所述收发单元之间，所述放大后的信号光经所述耦合器输入至所述收发单元，所述耦合器提取所述收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元；或，组合耦合器，所述组合耦合器设置在所述光波导放大器和多个收发单元之间，所述放大后的信号光经所述组合耦合器输入至多个收发单元，所述组合耦合器提取多个收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导分别输入至多个混频转换单元。
进一步地，所述混频转换单元包括：光组合组件和探测器，所述光组合组件接收所述参考光和反射信号光，将所述参考光和反射信号光组合成复合信号，并将所述复合信号分离为第一检测信号和第二检测信号；所述探测器接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，将所述第一检测信号和所述第二检测信号转换为电信号，并将电信号的差值输出得到所述测距信号。
进一步地，所述光组合组件包括：Y分支、多模干涉耦合器、定向耦合器、星形耦合器以及偏振分束器中的任意一种或多种；所述探测器包括雪崩光电二极管、光电倍增管及PIN二极管中的任意一种。
进一步地，所述光源调制单元包括光源、分束单元和调制单元，所述光源包括激光器或激光器阵列；所述调制单元包括定频调幅单元、啁啾调幅单元或调频连续波单元中的任意一种；当所述调制单元包括定频调幅单元时，所述光源发出的光束经过分束单元分束得到参考光和信号光，所述参考光和所述信号光经过所述定频调幅单元得到调制后的参考光和信号光；当所述调制单元包括啁啾调幅单元或调频连续波单元时，所述光源发出的光束经过所述啁啾调幅单元或调频连续波单元进行调制后，调制后的光束经过所述分束单元分束得到调制后的参考光和信号光。
本发明实施例第二方面提供一种相干激光测距系统，该相干激光测距系统包括：信号处理单元及如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的相干激光测距芯片，所述信号处理单元接收所述相干激光测距芯片输出的测距信号，经过频谱分析计算得到目标物体的距离。
本发明实施例提供的技术方案，具有如下效果：
本发明实施例提供的相干激光测距芯片，通过采用基底，在基底上制备形成光源调制单元、收发单元以及混频转换单元完成目标物体测距信号的获取，同时采用基底上形成的波导实现光信号在各个单元之间的传输。由此，本发明实施例提供的相干激光测距芯片，可以采用芯片实现测距信号的获取，实现了相干测距的小型化和芯片化，有利于激光雷达探测系统的集成化发展。此外，当设置多个收发单元和多个混频转换单元时，可以由一个相干激光测距芯片实现对多个目标物体的探测。
本发明实施例提供的相干激光测距芯片，采用相干检测方式，不仅可以放大信号，且与光源波长不同的成分将无法形成稳定干涉信号，具有抗环境干扰的作用。并且，通过对参考光和反射信号光进行混频处理，而后通过平衡探测器将两路光信号转换为电信号，并通过差值处理得到测距信号，这样可以避免光束之间的干涉，进一步减少环境干扰影响，提高探测灵敏度。
本发明实施例提供的相干激光测距系统，可以实现一个或者多个物体距离的测量，结构简单，成本低，可以实现小型化和芯片化，且更易于集成；此外，测距系统采用相干检测方式，不仅可以放大信号，且与光源波长不同的成分将无法形成稳定干涉信号，具有抗环境干扰的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中相干激光测距芯片的结构框图；
图2为本发明另一实施例中相干激光测距芯片的结构框图；
图3为本发明另一实施例中相干激光测距芯片的结构框图；
图4为本发明另一实施例中相干激光测距芯片的结构框图；
图5为本发明另一实施例中光学相干测距芯片的结构框图；
图6为本发明实施例中光学相干测距系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种相干激光测距芯片，如图1所示，该相干激光测距芯片包括：基底以及制备在基底上的光源调制单元101、至少一个收发单元102、至少一个混频转换单元103和波导，光源调制单元101、收发单元102和混频转换单元103之间通过波导连接；光源调制单元101用于输出调制后的信号光和参考光，信号光经过收发单元102后照射在至少一个目标物体上形成反射信号光；混频转换单元103用于接收参考光和经过收发单元102传输的反射信号光，将参考光和反射信号光进行转换探测后得到测距信号。
可选地，基底可以是由绝缘体上的硅(Silicon on Insulator，SOI)晶片构成，也可以选择其他材料作为基底，本发明对此不做限定。连接各个单元的波导可以选择不同类型的波导，例如矩形波导，脊形波导，狭缝波导等各种形式。
本发明实施例提供的相干激光测距芯片，通过采用基底，在基底上制备形成光源调制单元、收发单元以及混频转换单元完成目标物体测距信号的获取，同时采用基底上形成的波导实现光信号在各个单元之间的传输。由此，本发明实施例提供的相干激光测距芯片，可以采用芯片实现测距信号的获取，实现相干测距的小型化和芯片化，有利于激光雷达探测系统的集成化发展。此外，当设置多个收发单元和多个混频转换单元时，可以由一个相干激光测距芯片实现对多个目标物体的探测。
在一实施例中，该相干激光测距芯片还包括：光波导放大器，收发单元包括：片上准直结构和收发结构，光波导放大器将光源调制单元输出的信号光进行放大后输入至片上准直结构；片上准直结构将光波导放大器放大的信号光进行准直；收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，收发结构接收反射信号光，将反射信号光通过波导输入至混频转换单元。
可选地，片上准直结构包括：片上扩束结构和衍射结构，片上扩束结构包括绝热倒锥形波导、平板波导凹面反射镜、基于波导层厚度渐变的平板波导透镜、基于微纳结构的折射率渐变平板波导透镜、级联分束器以及星形耦合器中的任意一种；衍射结构包括波导衍射光栅阵列或平板波导光栅。通过光波导放大器和片上准直结构的设置，可以对光源调制单元输出的光信号进行放大和准直处理，可以使得照射到目标物体上的信号光能量大且集中，能够实现更远的探测距离且能够提高反射光的强度，增加信噪比，从而提高测距的精度。
可选地，收发结构包括：发射结构和接收结构，发射结构和/或接收结构包括倒锥结构或平板波导结构，发射结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，接收结构接收反射信号光，将反射信号光通过波导输入至混频转换单元；或，收发结构包括倒锥结构或平板波导结构倒锥结构或平板波导结构用于发射准直后的信号光并接收反射信号光，收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，收发结构接收反射信号光，将反射信号光通过波导输入至混频转换单元。此外，当采用倒锥结构时，可以选择倒锥结构较宽部分为波导宽度的2-10倍，倒锥可以选择垂直、水平倒锥或者绝热倒锥结构。通过采用倒锥结构，可以增加芯片接收反射信号的面积，增加反射信号光功率，还可以放宽反射信号光和波导耦合效率之间的对准公差。
本发明实施例提供的相干激光测距芯片，收发结构中可以设置发射结构和接收结构，分别实现发射和接收功能；同时，也可以在收发接收中设置一个能够同时实现发射或接收功能的结构，例如可以设置一个倒锥结构或平板波导结构。
在一实施例中，该相干激光测距芯片还包括：耦合器，耦合器设置在光波导放大器和收发单元之间，放大后的信号光经耦合器输入至收发单元，耦合器提取收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导输入至混频转换单元；或，组合耦合器，组合耦合器设置在光波导放大器和多个收发单元之间，放大后的信号光经组合耦合器输入至多个收发单元，组合耦合器提取多个收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导分别输入至多个混频转换单元。具体地，当相干激光测距芯片包括单个收发单元和混频转换单元时，可以采用耦合器接收收发单元接收的反射信号光；当相干激光测距芯片上设置多个收发单元和混频转换单元时，可以采用组合耦合器，该组合耦合器可以由多个收发单元提取到多个反射信号光，并分别传输至多个混频转换单元。
在一实施例中，混频转换单元包括：光组合组件和探测器，光组合组件接收参考光和反射信号光，将参考光和反射信号光组合成复合信号，并将复合信号分离为第一检测信号和第二检测信号；探测器接收第一检测信号和第二检测信号，将第一检测信号和第二检测信号转换为电信号，并将电信号的差值输出得到测距信号。
可选地，光组合组件可以包括：Y分支、多模干涉耦合器、定向耦合器、星形耦合器以及偏振分束器中的任意一种或多种。混频转换单元中光组合组件的设置可以将反射信号光和参考光进行混频后再分离，可以使得参考光和反射信号光各自的相位发生变化，实现输出的第一检测信号和第二检测信号的相位匹配。
可选地，探测器包括雪崩光电二极管、光电倍增管及PIN二极管中的任意一种。具体地，探测器将相位匹配的第一检测信号和第二检测信号转换为电信号，可以提高转换效率，再通过其内部的差分电路实现信号差值输出。此外，探测器可以是平衡探测器，例如串联的光电二极管，可以抵消信号光电流之间的直流分量，从而提高检测灵敏度，可以用于小信号波动的检测。
由此，本发明实施例提供的相干激光测距芯片，采用相干检测方式，不仅可以放大信号，且与光源波长不同的成分将无法形成稳定干涉信号，具有抗环境干扰的作用。并且，通过对参考光和反射信号光进行混频处理，而后通过平衡探测器将两路光信号转换为电信号，并通过差值处理得到测距信号，这样可以避免光束之间的干涉，进一步减少环境干扰影响，提高探测灵敏度。
在一实施例中，光源调制单元包括光源、分束单元和调制单元，光源包括激光器或激光器阵列；调制单元包括定频调幅单元、啁啾调幅单元或调频连续波单元中的任意一种。具体地，分束单元包括但不限于Y分支，星形耦合器，多模干涉耦合器(MMI)，定向耦合器，偏振分束器，部分衍射部分透射的波导光栅结构，光环形器等。调制单元包括但不限于马赫曾德干涉仪(MZI)，可调光衰减器等。
在一实施例中，如图2所示，当调制单元包括定频调幅单元203m和203n时，光源201发出的光束经过分束单元202分束得到参考光和信号光，参考光和信号光经过定频调幅单元203m和203n得到调制后的参考光和信号光；如图3所示，当调制单元203包括啁啾调幅单元或调频连续波单元时，光源201发出的光束经过啁啾调幅单元或调频连续波单元进行调制后，调制后的光束经过分束单元202分束得到调制后的参考光和信号光。
具体地，调制单元对光束进行调制时，其传递函数可以用公式(1)表示：
其中
为调制单元的偏置相移，Vπ为调制单元半波电压，V为施加在调制单元上的电压。
若电压信号为V＝V0cos(ωt)，其偏置点
则调制因子可以采用公式(2)表示：
若V0＜＜Vπ，则有
当调制单元采用定频调幅时，分束后的光束分别以定频ω1和ω2幅度调制，则到达混频转换单元的参考光振幅和反射信号光振幅分别采用公式(3)和公式(4)表示：
其中
为参考光振幅，L为被测物体的距离，
为反射信号光振幅，τ＝2L/c为反射信号光与参考光之间的延时，位相
则经过混频转换单元中光组合组件复合分离和探测器进行光电转换后的电流信号可以用公式(5)表示，
经探测器进行探测后，高频和直流分量将会被滤除，并且仅低频项即测距信号可以用公式(6)表示：
由于信号中引入了固定的相差ω1τ，所以通过信号处理可以发现该接收信号会出现与原来的差频信号出现峰值的移动Δt，通过测试该峰值的移动可以得出时间延迟τ，用公式(7)表示。进而得出目标物体的距离信息。
根据公式(7)可以得到目标物体的距离信息，用公式(8)表示。
当调制单元采用啁啾调幅时，利用一个线性调频的射频信号去调制发射激光的幅度，信号频差与时间延迟对应，由频差可推出延时及距离。
具体地，在混频转换单元的两个输入端，参考光与反射信号光振幅可以分别有公式(9)和公式(10)表示：
则经过混频转换单元中光组合组件复合分离和探测器进行光电转换后的电流信号可以用公式(11)表示：
经探测器进行探测后，高频和直流分量将会被滤除，并且仅低频项即测距信号可以用公式(12)表示：
则信号频差与时间延迟对应，由频差可推出延时及距离由公式(13)表示：
其中B为啁啾信号的带宽，L为被测物体的距离，T为啁啾信号频率变化的周期，τ＝2L/c为反射信号光与参考光之间的延时。
在一实施例中，光源可以选择单个激光器，也可以选择多个波长不同的激光器阵列，当选择激光器阵列时，多个不同波长的光束可以在特定的需求下被特定的结构(如耦合器)选择分离。
下面分别以光源选择单个激光器和两个激光器时对该相干激光测距芯片的工作过程进行描述。
当光源为单个激光器时，如图4所示，分束单元202将光源201输出的光波分成参考光306a和经波导305传输的信号光。信号光经过调制器203a调制后被提供给光波导放大器301进行放大，通过耦合器302后被片上准直单元303进行准直，而后经过收发结构304发射。发射的信号光被路径上的被测物体反射，反射信号光可经由收发结构304重新进入波导305，经耦合器302提取反射信号光306b，用作输入信号。经过调制器203b的参考光306a和反射信号光306b经光组合组件308被组合并被分束为组合信号307a和307b(通常称为307)并且被提供给光电探测器309探测得到测距信号。
当光源包括两个激光器时，如图5所示，光源包括以第一波长出射的第一激光源201a和以第二波长出射的第二激光源201b，两波长不同。经分束单元202，将包含第一波长的小部分信号提取为参考光310a，将包含第二波长的小部分信号提取为参考光306a，后经由调制单元203(包括203a,203b和203c)调制，输入到光组合组件308a和308b(统称为光组合组件阵列)。
光源输出的未被提取为参考光的其它信号光经波导305传输，经过调制器203a调制后被提供给光波导放大器301，而后经过组合耦合器302，由波导305a和305b依次到达片上准直单元303a和303b、收发结构304a和304b发射。其中组合耦合器302可以实现信号波长分离和选择，其可以将包含第一波长的探测光提取到波导305a，用于第一物体的探测；将包含第二波长的探测光提取到波导305b，用于第二物体的探测。
由收发结构304a和304b发射的信号光分别被路径上的被测物体反射，反射信号光可经由收发结构304重新进入波导，而后由组合耦合器302提取反射信号光306b和310b，用作输入信号。参考光306a和310a和反射信号光306b和310b经光组合组件阵列308被组合并被分束为组合信号307(包括307a和307b)和311(包括311a和311b)并且被提供给光电探测器阵列207(包括207a和207b)。
本发明实施例提供的相干激光测距芯片，光源调制单元、收发单元和混频转换单元中的各个部分均可以采用现有的工艺实现在芯片上的制备，降低成本，同时可以实现相干测距的小型化和芯片化，且易于集成。
本发明实施例还提供一种相干激光测距系统，如图6所示，该相干激光测距包括：信号处理单元及如上述实施例任一项所述的相干激光测距芯片，信号处理单元接收相干激光测距芯片输出的测距信号，经过频谱分析计算得到目标物体的距离。
本发明实施例提供的相干激光测距系统，可以实现一个或者多个物体距离的测量，结构简单，成本低，可以实现小型化和芯片化，且更易于集成，此外，测距系统采用相干检测方式，不仅可以放大信号，且与光源波长不同的成分将无法形成稳定干涉信号，具有抗环境干扰的作用。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
Claims (10)
1.一种相干激光测距芯片，其特征在于，包括：基底以及制备在基底上的光源调制单元、至少一个收发单元、至少一个混频转换单元和波导，
所述光源调制单元、收发单元和混频转换单元之间通过所述波导连接；
所述光源调制单元用于输出调制后的信号光和参考光，所述信号光经过所述收发单元后照射在至少一个目标物体上形成反射信号光；
所述混频转换单元用于接收所述参考光和经过所述收发单元传输的反射信号光，将所述参考光和反射信号光进行转换探测后得到测距信号。
2.根据权利要求1所述的相干激光测距芯片，其特征在于，还包括：光波导放大器，所述收发单元包括：片上准直结构和收发结构，
所述光波导放大器将所述光源调制单元输出的信号光进行放大后输入至所述片上准直结构；
所述片上准直结构将所述光波导放大器放大的信号光进行准直；
所述收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述收发结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元。
3.根据权利要求2所述的相干激光测距芯片，其特征在于，所述片上准直结构包括：片上扩束结构和衍射结构，
所述片上扩束结构包括绝热倒锥形波导、平板波导凹面反射镜、基于波导层厚度渐变的平板波导透镜、基于微纳结构的折射率渐变平板波导透镜、级联分束器以及星形耦合器中的任意一种；
所述衍射结构包括波导衍射光栅阵列或平板波导光栅。
4.根据权利要求2所述的相干激光测距芯片，其特征在于，
所述收发结构包括：发射结构和接收结构，所述发射结构和/或接收结构包括倒锥结构或平板波导结构，所述发射结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述接收结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元；
或，所述收发结构包括倒锥结构或平板波导结构，所述倒锥结构或平板波导结构用于发射准直后的信号光并接收反射信号光，所述收发结构将准直后的信号光照射在目标物体上形成反射信号光，所述收发结构接收所述反射信号光，将所述反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元。
5.根据权利要求2所述的相干激光测距芯片，其特征在于，还包括：
耦合器，所述耦合器设置在所述光波导放大器和所述收发单元之间，所述放大后的信号光经所述耦合器输入至所述收发单元，所述耦合器提取所述收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导输入至所述混频转换单元；
或，组合耦合器，所述组合耦合器设置在所述光波导放大器和多个收发单元之间，所述放大后的信号光经所述组合耦合器输入至多个收发单元，所述组合耦合器提取多个收发单元接收的反射信号光，将提取的反射信号光通过波导分别输入至多个混频转换单元。
6.根据权利要求1所述的相干激光测距芯片，其特征在于，所述混频转换单元包括：光组合组件和探测器，
所述光组合组件接收所述参考光和反射信号光，将所述参考光和反射信号光组合成复合信号，并将所述复合信号分离为第一检测信号和第二检测信号；
所述探测器接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，将所述第一检测信号和所述第二检测信号转换为电信号，并将电信号的差值输出得到所述测距信号。
7.根据权利要求6所述的相干激光测距芯片，其特征在于，
所述光组合组件包括：Y分支、多模干涉耦合器、定向耦合器、星形耦合器以及偏振分束器中的任意一种或多种；
所述探测器包括雪崩光电二极管、光电倍增管及PIN二极管中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的相干激光测距芯片，其特征在于，所述光源调制单元包括光源、分束单元和调制单元，所述光源包括激光器或激光器阵列；所述调制单元包括定频调幅单元、啁啾调幅单元或调频连续波单元中的任意一种。
9.根据权利要求8所述的相干激光测距芯片，其特征在于，
当所述调制单元包括定频调幅单元时，所述光源发出的光束经过分束单元分束得到参考光和信号光，所述参考光和所述信号光经过所述定频调幅单元得到调制后的参考光和信号光；
当所述调制单元包括啁啾调幅单元或调频连续波单元时，所述光源发出的光束经过所述啁啾调幅单元或调频连续波单元进行调制后，调制后的光束经过所述分束单元分束得到调制后的参考光和信号光。
10.一种相干激光测距系统，其特征在于，包括：信号处理单元及如权利要求1-9任一项所述的相干激光测距芯片，
所述信号处理单元接收所述相干激光测距芯片输出的测距信号，经过频谱分析计算得到目标物体的距离。
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