CN116840987A - 端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，端面耦合器包括第一衬底、第一包层及传输波导组件，传输波导组件包括至少两传输波导，至少两传输波导包括第一传输波导及至少一第二传输波导，传输波导组件配置为可使第二传输波导传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导，传输波导组件配置为经由至少两传输波导的第一端接收光信号，以及经由第一传输波导的第二端输出光信号。本申请可以实现多波导输入及单波导输出，可以改善相关技术中需要通过压缩端面耦合器内的传输波导的接收端的宽度尺寸以提高端面耦合器的耦合效率的不足。

Description

端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备

技术领域

本申请涉及激光探测技术领域，尤其涉及一种端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备。

背景技术

FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）激光雷达是一种基于线性调频光源和相干接收技术的高性能激光雷达，具有接收灵敏度高、抗环境光干扰等优点。相关技术中的FMCW激光雷达采用高集成度的硅光芯片实现光信号的收发，其需要将外部光源的输出光导入到硅光芯片上的发射波导，例如，将外部光源的输出光通过硅光芯片上的端面耦合器耦合到发射波导，而这需要解决外部光与硅光芯片上端面耦合器的高效耦合技术，耦合损耗过大会影响硅光芯片的发射光功率并最终影响测距能力，造成激光雷达的整体功耗过高。

发明内容

相关技术中，有通过提高光刻刻蚀工艺的精度和工艺控制水平，将硅光芯片上端面耦合器内的传输波导的接收端的宽度做小，以提高端面耦合器的耦合效率，然而，这种方式需要引进更高精度的光刻设备并优化工艺，对于设备成本与工艺的要求极高。

本申请实施例提供了一种端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，用于改善相关技术中需要通过压缩硅光芯片上端面耦合器内的传输波导的接收端的宽度尺寸以提高端面耦合器的耦合效率的不足。

第一方面，本申请实施例提供了一种端面耦合器，包括第一衬底、第一包层及传输波导组件，第一包层设置于所述第一衬底。传输波导组件嵌设于所述第一包层，所述传输波导组件包括至少两传输波导，所述传输波导具有沿第一方向相对设置的第一端及第二端，所述第一端为所述传输波导靠近所述端面耦合器的收光端的一端。所述至少两传输波导包括第一传输波导及至少一第二传输波导，沿所述端面耦合器的厚度方向观察，所述第一传输波导与所述第二传输波导沿第二方向相对设置。所述传输波导组件配置为可使所述第二传输波导传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导，所述传输波导组件配置为经由至少两所述传输波导的第一端接收光信号，以及经由所述第一传输波导的所述第二端输出光信号。其中，所述第一方向为自所述端面耦合器的收光端指向出光端所确定的方向，所述第一方向、所述第二方向与所述厚度方向中的任意两者相互垂直。

第二方面，本申请实施例提供了一种端面耦合器，包括第一衬底、第一包层及传输波导组件，第一包层设置于所述第一衬底。传输波导组件嵌设于所述第一包层，所述传输波导组件包括至少三传输波导及合束器，所述合束器为多模干涉耦合器，所述至少三传输波导包括至少两第二传输波导与第一传输波导，所述传输波导具有沿第一方向相对设置的第一端及第二端，所述第一端为所述传输波导靠近所述端面耦合器的收光端的一端。沿所述端面耦合器的厚度方向观察，各所述第二传输波导沿第二方向间隔设置。所述合束器具有多个输入端及一个输出端，每一所述输入端连接一所述第二传输波导的所述第二端，所述输出端连接所述第一传输波导的所述第一端。所述传输波导组件配置为经由至少两所述第二传输波导的所述第一端接收光信号，以及经由所述第一传输波导的所述第二端输出光信号。其中，所述第一方向为自所述端面耦合器的收光端指向出光端所确定的方向，所述第一方向、所述第二方向与所述厚度方向中的任意两者相互垂直。

第三方面，本申请实施例提供了一种光芯片，所述光芯片包括上述的端面耦合器、衬底、包层及发射波导模块，所述端面耦合器接收来自所述光芯片之外的光信号，以使所述光信号进入所述光芯片。所述第一衬底为所述衬底的一部分；包层设于所述衬底，所述第一包层为所述包层的一部分；发射波导模块嵌设于所述包层，所述发射波导模块连接所述端面耦合器中所述第一传输波导的所述第二端，用于接收所述端面耦合器输出的光信号的至少部分并出射。

第四方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括光源模组及上述的光芯片，光源模组用于生成光信号。光芯片用于经由所述端面耦合器接收所述光信号，并经由所述发射波导模块出射所述光信号的至少部分，以探测目标物体。

第五方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，包括可移动的主体以及上述的激光雷达。

本申请的端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，将端面耦合器内的传输波导组件设计成包括多个传输波导，且多个传输波导可以实现多波导输入及单波导输出，相较于相关技术中的单波导输入及单波导输出而言，可以提升端面耦合器在收光端的收光模场，进而提升端面耦合器在耦合外部光信号时的耦合效率。由于本申请提供的端面耦合器可以通过多波导输入及单波导的方式提升收光端的收光模场，因此可以改善相关技术中需要通过压缩端面耦合器内的传输波导的接收端的宽度尺寸以提高端面耦合器的耦合效率的不足。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请第一种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图2是图1中M-M方向的剖面结构示意图；

图3是本申请第二种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图4是本申请第三种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图5是图4示出的端面耦合器中第一传输波导的结构示意图；

图6是本申请第四种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图7是本申请第五种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图8是图7中N-N方向的剖面结构示意图；

图9是本申请第六种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图10是本申请第七种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图11是本申请第八种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图12是本申请第一种实施例提供的光芯片的结构示意图；

图13是图12示出的光芯片应用于激光雷达时光调对准时的结构示意图；

图14是本申请第二种实施例提供的光芯片的结构示意图；

图15是本申请实施例提供的可移动设备的结构示意图；

图16是本申请第九种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图17是本申请第十种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图；

图18是本申请第十一种实施例提供的端面耦合器的局部透视的结构示意图。

附图标记说明：

1、光芯片；2、激光雷达；100、可移动设备；110、主体；

10、端面耦合器；

11、第一衬底；111、凹槽；

12、第一包层；121、主体部；122、第一连接部；123、第二连接部；1231、第一子部；1232、第二子部；1233、第一侧壁；1234、第二侧壁；1235、第三侧壁；1236、第四侧壁；124、第三连接部；125、通孔；

13、传输波导组件；131、传输波导；131a、第一传输波导；131b、第二传输波导；1311、第一端；1312、第二端；1313、第一耦合部；1314、第二耦合部；1315、第一传输部；1316、第二传输部；1317、第一部分；1318、第二部分；1319、输出部；

132、合束器；1321、输入端；1322、输出端；

133、第一光栅部；1331、第一光栅单元；134、第二光栅部；1341、第二光栅单元；1342、连接部；

14、收光端；15、出光端；

30、包层；

41、发射波导模块；411、发射波导；42、接收波导模块；421、接收波导；4211、第一接收波导；43、辅助波导；

51、第一耦合器；52、第二耦合器；

61、第一分束器；611、第一端口；612、第二端口；613、第三端口；614、第四端口；62、第二分束器；621、第五端口；622、第六端口；623、第七端口；624、第八端口；

71、第一光调监控模块；711、第一光电探测器；712、第一层间转换器；72、第二光调监控模块；721、第二光电探测器；722、第三层间转换器；

81、光电探测模块；82、第二层间转换器；83、第四层间转换器；

3、光源模组；31、激光器；32、光放大器；4、第三光调监控模块；5、环形器；511、第九端口；512、第十端口；513、第十一端口；6、辅助光源；7、光功率计；8、收发镜头；9、光回返器；

x、第一方向；y、第二方向；z、厚度方向。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

第一方面，本申请实施例提供了一种端面耦合器，该端面耦合器用于光芯片中，用于将光芯片外的光信号耦合进入光芯片内。

具体地，请参阅图1和图2，其分别示出了其中一实施例的端面耦合器10的局部透视的结构示意图及图1中M-M方向的剖面结构示意图，端面耦合器10包括第一衬底11、设置于第一衬底11的第一包层12及嵌设于第一包层12的传输波导组件13。

其中，第一衬底11是用于铺设第一包层12的基材；本实施例中，其由硅制成，可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一衬底11亦可以其他合适材料制成，如氮化硅等。第一包层12则沉积或生长于第一衬底11之上，其构成端面耦合器10的主体结构之一，亦是传输波导组件13所依附的结构；第一包层12的材料一般与第一衬底11不同，其可以由二氧化硅和/或氮氧化硅等材料制成。传输波导组件13用于传输进入端面耦合器10的光信号，并将该光信号耦合进入光芯片1内，进而使该光信号传输至光芯片1上的发射波导模块等等，提升光信号进入光芯片1的耦合效率。传输波导组件13嵌设于第一包层12中，该传输波导组件13的折射率大于第一包层12的折射率；由此，传输波导组件13与第一包层12共同构成供光稳定传输的结构，即是光可以沿着传输波导组件13传输，而不容易完全溢出传输波导组件13之外。例如，当第一包层12由二氧化硅制成时，传输波导组件13可以由折射率更大的氮化硅制成，当然也可以由其他折射率大于第一包层12的材料，如硅等材料制成；此外，传输波导组件13所包括的各传输波导131之间也可以由不同材料制成。

接下来，对传输波导组件13的结构作详细说明。

参阅图1和图2，传输波导组件13包括至少两传输波导131，传输波导131具有沿第一方向x相对设置的第一端1311及第二端1312，第一端1311为传输波导131靠近端面耦合器10的收光端14的一端，第二端1312为传输波导131靠近端面耦合器10的出光端15的一端。其中，收光端14为端面耦合器10接收光信号的一端，出光端15为端面耦合器10输出光信号的一端，收光端14和出光端15可以大致为端面耦合器10的相对的两端；光信号经由收光端14耦合进入端面耦合器10，经由出光端15输出至该端面耦合器10之外，以向下游的光学器件传输。其中，第一方向x为自端面耦合器10的收光端14指向出光端15所确定的方向，其与端面耦合器10的厚度方向z垂直。传输波导131可以大致沿第一方向x延伸，以使光信号整体沿第一方向x向下游传输；例如，传输波导131可以大致沿第一方向x呈直线延伸和/或曲线延伸等等，下文中将有更详细的说明。

至少两传输波导131包括第一传输波导131a及至少一第二传输波导131b，沿端面耦合器10的厚度方向z观察，第一传输波导131a与第二传输波导131b沿第二方向y相对设置。其中，沿厚度方向z观察，某部件与另一部件沿第二方向y相对设置可以为：沿厚度方向z观察，某部件的延伸方向与另一部件的延伸方向大致相同，且二者在第二方向y间隔排布以彼此相对设置。其中，第二方向y分别与上述厚度方向z以及第一方向x垂直，即第一方向x、第二方向y与端面耦合器10的厚度方向z中的任意两者相互垂直。

传输波导组件13配置为可使第二传输波导131b传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导131a，传输波导组件13用于经由至少两传输波导131的第一端1311接收光信号，以及经由第一传输波导131a的第二端1312输出光信号。即，本申请实施例的传输波导组件13可以实现多波导输入及单波导输出，相较于相关技术中的单波导输入及单波导输出而言，可以提升传输波导组件13的收光区域面积，以提升传输波导组件13的收光模场，进而提升其耦合外部光信号时的耦合效率，降低耦合损耗。其中，第二传输波导131b传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导131a的耦合原理与相关技术中定向耦合器的耦合原理相同，其与相关技术中采用定向耦合器实现分束的方式恰好相反，在此不作赘述。

其中，传输波导131的第一端1311可以位于第一包层12的内部，端面耦合器10传输光信号的路径可以为：首先端面耦合器10外的光信号经由第一包层12位于收光端14的一端接收以进入第一包层12内传输，然后该光信号经由至少两传输波导131的第一端1311接收以进入传输波导组件13传输，最终该光信号经由第一传输波导131a的第二端1312输出端面耦合器10。需要说明的是，传输波导131的第一端1311也可以延伸至端面耦合器10的收光端14，使得光信号能够直接经由传输波导131的第一端1311进入端面耦合器10，而非经过第一包层12进入端面耦合器10后再传输至传输波导131的第一端1311，本申请实施例对光信号进入端面耦合器10的具体形式不作限定。

其中，第一传输波导131a的第一端1311可以与第二传输波导131b的第一端对齐，以与第二传输波导131b共同接收光信号，也可以位于第二传输波导131b的第一端1311与第二端1312之间，以用于耦合第二传输波导131b接收的光信号。第一传输波导131a的第二端1312可以超出第二传输波导131b的第二端1312设置，进而实现传输波导组件13内的光信号能够由第一传输波导131a的第二端1312输出。具体地，第一传输波导131a可以包括超出第二传输波导131b的输出部1319，且输出部1319具有第二端1312。其中，沿第一方向x，输出部1319的截面轮廓可以保持不变，对此不作限定。可选地，第一传输波导131a的第二端1312可以延伸至出光端15，使得出光端15可以直接经由第一传输波导131a的第二端1312输出光信号。

结合图1，第一传输波导131a包括第一耦合部1313，第二传输波导131b包括第二耦合部1314，沿厚度方向z观察，第一耦合部1313与第二耦合部1314沿第二方向y相对设置，第一耦合部1313与第二耦合部1314被配置为可使第二耦合部1314中的光信号以定向耦合的方式合束进入第一耦合部1313。第一耦合部1313与第二耦合部1314共同构成一个可以实现光耦合的模块，本申请实施例中，第一耦合部1313与第二耦合部1314满足以下条件至少之一，以实现两者之间的光耦合：第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小；沿第一方向x，第一耦合部1313的截面轮廓逐渐增大；沿第一方向x，第二耦合部1314的截面轮廓逐渐减小。

其中，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小，使得第二耦合部1314内的光信号沿第一方向x传输至与第一耦合部1313相距较近时，第二耦合部1314内传输的光信号满足定向耦合的方式合束进入到第一耦合部1313内。需要说明的是，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距越近，第二耦合部1314与第一耦合部1313的光耦合效率越高，在实际设计时，可以根据具体需求灵活设计第二耦合部1314的中心线与第一耦合部1313的中心线之间的最小间距，本申请实施例对此不作限定。且，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距较近的部位沿第一方向x的长度越长，第二耦合部1314与第一耦合部1313的光耦合效率越高，在实际设计时，可以根据具体需求灵活设计第二耦合部1314的中心线与第一耦合部1313的中心线之间的较近间距的部位沿第一方向x的长度，本申请实施例对此不作限定。

其中，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距沿第一方向x可以以固定斜率平稳减小，也可以以变化斜率减小，对此不作限定。本申请实施例中，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距沿第一方向x的变化率由小变大再变小；即，沿第一方向x上，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距首先较小幅度减小，而后较大幅度减小，之后再较小幅减小。如此，可以保证第二耦合部1314与其上游部位直接平缓连接，使第二耦合部1314整体延伸形状变化平缓，从而能够使光信号在第二传输波导131b中以较小的损耗传输，以保证第二传输波导131b与第一传输波导131a之间能够以较高的耦合效率耦合传输。本实施例中，第一耦合部1313的中心线可以沿直线方向延伸，第一耦合部1313的中心线与第二耦合部1314的中心线之间的间距变化可以依靠第二耦合部1314的弯曲变化实现，而第一耦合部1313不发生弯曲变化，可以降低传输波导组件13的设计难度，降低其制造成本。进一步地，整个第一传输波导131a的中心线可以沿直线方向延伸。本申请实施例中，某部件的中心线满足：该中心线的延伸方向与该部件的延伸方向一致，且该部件于该中心线两侧的宽度相同，其中，宽度可以是沿第二方向y的尺寸。

其中，沿上述第一方向x，第二耦合部1314的截面轮廓逐渐减小，则光信号沿第一方向x于第二耦合部1314中传输的过程中，第二耦合部1314内的光信号能够外溢，其有利于光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导131a内。其中，沿上述第一方向x，第一耦合部1313的截面轮廓逐渐增大，第一耦合部1313的有效折射率得以提升，进而有利于第二耦合部1314溢出的光信号以定向耦合的方式合束进入第一耦合部1313，并于第一耦合部1313传输。

本申请实施例中，沿第一方向x，某部件的截面轮廓逐渐增大（减小），可以为沿第一方向x，某部件的垂直于第一方向x的截面轮廓以固定斜率平稳增大（减小），也可以为某部件的垂直于第一方向x的截面轮廓以变化斜率增大（减小），对此不作限定。其中，沿第一方向x某部件的截面轮廓逐渐增大（减小），可以为：沿第一方向x，该部件的宽度逐渐增大（减小）；例如，该部件的宽度可以以固定斜率平稳增大（减小），也可以以变化斜率增大（减小），对此不作限定。其中，变化斜率可以如上述记载的变化率由小变大再变小等等，对此不作限定。

以上是对传输波导组件13中第一传输波导131a与第二传输波导131b之间的耦合原理作出说明，接下来对传输波导组件13的收光方式作具体说明。值得注意的是，传输波导组件13配置为经由至少两传输波导131的第一端1311接收光信号，可以为经由第一传输波导131a的第一端1311及第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号，可参阅图1，也可以为传输波导组件13包括至少两个第二传输波导131b，传输波导组件13经由各第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号，可参阅图3。

首先，参阅图1，先对传输波导组件13经由第一传输波导131a的第一端1311及第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号的方式作详细说明。

沿厚度方向z观察，第一传输波导131a的第一端1311与第二传输波导131b的第一端1311沿第二方向y相对设置，使得传输波导组件13内的光信号在第一传输波导131a的第一端1311相对应的位置时，既于第一传输波导131a内传输，又于第二传输波导131b内传输。第一传输波导131a的第一端1311的端面与第二传输波导131b的第一端1311的端面于第一方向x的间距小于或等于第一预值，使得沿厚度方向z观察，第一传输波导131a的第一端1311与第二传输波导131b的第一端1311大致于第二方向y对齐，第一传输波导131a的第一端1311的端面与第二传输波导131b的第一端1311的端面可以大致同步接收第一包层12内传输的光信号。其中，第一预值可以结合实际需求灵活设计，对此不作限定。

可以理解的是，若传输波导组件13经由第一传输波导131a的第一端1311及第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号，此时，传输波导组件13可以包括一个第二传输波导131b，也可以包括至少两个第二传输波导131b，例如，两个、三个、四个、五个第二传输波导131b等等，只要使各第二传输波导131b能够将自身传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导131a即可，本申请对此不作限定。本申请实施例中，传输波导组件13包括一个第一传输波导131a及两个第二传输波导131b，且沿上述厚度方向z观察，两个第二传输波导131b沿第二方向y分别位于第一传输波导131a的相对的两侧，使得传输波导组件13能够兼具结构简单、生产制造方便且收光面积足够、光损耗小等等优点。

进一步地，两个第二传输波导131b可以关于第一传输波导131a的中心线呈对称分布，如此，两个第二传输波导131b的收光量、两个第二传输波导131b与第一传输波导131a之间的光耦合效率等等可以大致相似，可以降低两个第二传输波导131b的设计难度，降低制造成本。当然，两个第二传输波导131b关于第一传输波导131a的中心线也可以非对称分布，使得两个第二传输波导131b的组合设计形式更加多样，满足更多应用场景的需求。

第一传输波导131a还可以包括第一传输部1315，第一传输部1315位于第一耦合部1313的光路上游，第一传输部1315背离第一耦合部1313的一端为第一传输波导131a的第一端1311；相应地，第二传输波导131b还可以包括第二传输部1316，沿厚度方向z观察，第二传输部1316与第一传输部1315沿第二方向y相对设置，第二传输部1316位于第二耦合部1314的光路上游，第二传输部1316背离第二耦合部1314的一端为第二传输波导131b的第一端1311。传输波导组件13配置为经由第一传输波导131a的第一传输部1315及第二传输波导131b的第二传输部1316共同接收光信号。

第一传输部1315与第二传输部1316满足以下条件至少之一：第一传输部1315的中心线与第二传输部1316的中心线之间的间距沿第一方向x保持不变或逐渐减小；沿第一方向x，第一传输部1315的截面轮廓逐渐增大；沿第一方向x，第二传输部1316的截面轮廓逐渐增大。其中，第一传输部1315的中心线与第二传输部1316的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小，可以保证传输波导组件13具有大的接收模场，且于大的接收模场的情况下，二者之间沿第一方向x的间距逐渐减小，能够满足第二耦合部1314溢出的光信号以定向耦合的方式合束进入第一耦合部1313，并于第一耦合部1313传输。其中，沿第一方向x，第一传输部1315的截面轮廓逐渐增大，即，第一传输波导131a用于接收光信号的第一端1311的端面尺寸小，小端面尺寸便于保证较大的模场直径，提升第一传输波导131a的光接收容差，而截面轮廓逐渐增大则可以过渡到光可以稳定传播的尺寸。其中，沿第一方向x，第二传输部1316的截面轮廓逐渐增大，即，第二传输波导131b用于接收光信号的第一端1311的端面尺寸小，小端面尺寸便于保证较大的模场直径，提升第二传输波导131b的光接收容差，而截面轮廓逐渐增大则可以过渡到光可以稳定传播的尺寸。

可选地，沿第一方向x上，第一传输部1315的截面轮廓的变化规律与第二传输部1316的截面轮廓的变化规律可以大致相同。例如，沿第一方向x，第一传输部1315及第二传输部1316的截面轮廓均以固定斜率平稳增大，且二者所对应的固定斜率相等。

综上，若传输波导组件13经由第一传输波导131a的第一端1311及第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号，第一传输波导131a可以包括第一传输部1315、位于第一传输部1315的光路下游的第一耦合部1313、位于第一耦合部1313的光路下游的输出部1319，第二传输波导131b可以包括第二传输部1316、位于第二传输部1316的光路下游的第二耦合部1314。其中，沿厚度方向z观察，第一传输部1315与第二传输部1316沿第二方向y相对设置，第一耦合部1313与第二耦合部1314沿第二方向y相对设置，输出部1319超出第二传输波导131b。传输波导组件13经由第一传输部1315与第二传输部1316接收光信号，以使光信号沿第一传输部1315与第二传输部1316传输，并在第一耦合部1313与第二耦合部1314处向第一耦合部1313耦合，以使光信号均于第一传输波导131a传输，并经由第一传输波导131a第二端1312向下游光学器件输出。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，上述第一传输部1315与第二传输部1316也可以是省略的，相应地，传输波导组件13可以经由上述第一耦合部1313与第二耦合部1314共同接收光信号，第一传输波导131a与第二传输波导131b在收光之后即开始发生耦合；只要保证是经由第一传输波导131a与第二传输波导131b共同接收光信号，且第二传输波导131b传输的光信号能够耦合至第一传输波导131a即可，本申请实施例对第一传输波导131a与第二传输波导131b的具体结构不作限定。

接下来，参阅图3，再对传输波导组件13经由各第二传输波导131b的第一端1311共同接收光信号的方式作详细说明。

第一传输波导131a可以包括位于两第二传输波导131b之间的第一耦合部1313以及超出第二传输波导131b设置且位于第一耦合部1313的光路下游的输出部1319。第一耦合部1313背离输出部1319的一端可以为第一传输波导131a的第一端1311，输出部1319背离第一耦合部1313的一端可以为第一传输波导131a的第二端1312。其中，第一耦合部1313和输出部1319的结构可以如上述记载，对此不作赘述。

第二传输波导131b包括第二耦合部1314与第二传输部1316，沿厚度方向z观察，第二耦合部1314与第一耦合部1313沿第二方向y相对设置，第二传输部1316连接于第二耦合部1314的光路上游。第二传输部1316背离第二耦合部1314的一端可以为第二传输波导131b的第一端1311，第二耦合部1314背离第二传输部1316的一端可以为第二传输波导131b的第二端1312。其中，第二耦合部1314的结构可以如上述记载，对此不作赘述。

第二传输部1316的结构可以如上述记载的：沿第一方向x，第二传输部1316的截面轮廓逐渐增大。第二传输部1316也可以如图3所示包括第一部分1317与第二部分1318，第二部分1318的两端分别与第一部分1317以及第二耦合部1314连接，第一部分1317背离第二部分1318的一端为第二传输波导131b的第一端1311。第一部分1317与第二部分1318可以满足以下条件至少之一：两第一部分1317的中心线之间的间距沿第一方向x保持不变；两第二部分1318的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小；沿第一方向x，第一部分1317的截面轮廓逐渐增大。其中，两第一部分1317的中心线之间的间距沿第一方向x保持不变，两第二部分1318的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小的设置，使两第一部分1317的中心线之间的间距较两第二耦合部1314之间的间距更大，有利于保证传输波导组件13能够以较大的模场接收光信号。两第二部分1318的中心线之间的间距沿第一方向x逐渐减小，则可以缩减两第二传输波导131b与第一传输波导131a之间的间距，有利于实现位于第二部分1318的光路下游的第二耦合部1314与第一传输波导131a的第一耦合部1313具有较小的间距，以提升第二传输波导131b与第一传输波导131a的光耦合效率。两第二部分1318的中心线之间的间距沿第一方向x可以以固定斜率平稳减小，也可以以变化斜率减小（例如，由小变大再变小）等等，对此不作限定。

其中，沿第一方向x，第一部分1317的截面轮廓逐渐增大，即，第二传输波导131b用于接收光信号的第一端1311的端面尺寸小，小端面尺寸便于保证较大的模场直径，提升第二传输波导131b的光接收容差，而截面轮廓逐渐增大则可以过渡到光可以稳定传播的尺寸。其中，沿第一方向x，第二部分1318的截面轮廓可以逐渐增大、减少或者不变，对此不作限定。

由上述内容可知，传输波导组件13不论是经由第一传输波导131a与第二传输波导131b共同接收光信号，亦或是经由至少两个第二传输波导131b接收光信号，均能够实现以较大的模场耦合接收光信号，并通过能耦合接收第二传输波导131b所传输的光信号的第一传输波导131a输出上述光信号。

对于传输波导组件13内每一个传输波导131的形状，其实则是多样的，接下来传输波导131的结构作补充说明。

在一种示例性的方案中，结合图1和图3，传输波导组件13的传输波导131中接收光信号的第一端1311可以大致呈倒锥形结构，如图1示出的，沿第一方向x，第一传输部1315及第二传输部1316的截面轮廓逐渐增大；又如图3示出的，沿第一方向x，第二传输部1316的第一部分1317的截面轮廓逐渐增大。

在另一种示例性的方案中，结合图4至图6，传输波导组件13的传输波导131中接收光信号的第一端1311可以为光栅结构，如图4示出的第一传输部1315及第二传输部1316的第一端1311可以大致呈光栅结构，又如图6示出的第二传输部1316的第一部分1317的第一端1311可以大致呈光栅结构。

其中，光栅结构包括第一光栅部133及第二光栅部134中第一光栅部133位于第二光栅部134的光路上游。参阅图5，第一光栅部133包括沿第一方向x间隔设置的多个第一光栅单元1331，沿第一方向x，第一光栅单元1331的截面轮廓维持恒定，各第一光栅单元1331的截面轮廓之间则依次逐渐增大，即沿第一方向位于下游的第一光栅单元1331的截面轮廓大于位于上游的光栅单元的截面轮廓。其中，逐渐增大可以为以固定斜率平稳增大，也可以为以变化斜率增大。本申请实施例中，沿第一方向x，各第一光栅单元1331的截面轮廓之间以固定斜率平稳增大；可以理解为：每一第一光栅单元1331相较于其上游的一第一光栅单元1331而言，所增大的面积相等。

其中，沿第一方向x，各第一光栅单元1331的截面轮廓之间则依次逐渐增大可以为：多个第一光栅单元1331的宽度沿第一方向x逐渐增大。例如，多个第一光栅单元1331的宽度沿第一方向x以固定斜率平稳增大；具体地，每一第一光栅单元1331相较于其上游的一第一光栅单元1331而言，所增大的宽度尺寸相等。

若各第一光栅单元1331呈沿第一方向x延伸的长方体型，则各第一光栅单元1331的截面轮廓呈长方形，此时，沿第一方向x，各第一光栅单元1331的截面轮廓之间依次逐渐增大可以为：沿第一方向x，位于第一的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积，小于位于第二的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积；沿第一方向x，位于第二的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积，小于位于第三的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积等等；而多个第一光栅单元1331的截面轮廓沿第一方向x以固定斜率平稳增大可以为：沿第一方向x，位于第二的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积，相较于位于第一的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积增大α；沿第一方向x，位于第三的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积，相较于位于第二的第一光栅单元1331的截面轮廓所对应的长方形的面积也增大α。

其中，各第一光栅单元1331于第一方向x的延伸长度可以相等，相邻两第一光栅单元1331于第一方向x的间距可以相等，即是指第一光栅部133在各个区域的占空比可以是恒定的；当然，上述延伸长度与间距可以是变化的，即第一光栅部133在各个区域的占空比也可以是变化的。多个第一光栅单元1331的中心线可以位于同一直线上，也可以至少两第一光栅单元1331的中心线位于不同直线上，而是根据实际需要作出调整。

各第一光栅单元1331具有沿第二方向y相背的第五侧壁及第六侧壁，上游的第一光栅单元1331的第五侧壁和第六侧壁可以位于其下游的第二光栅部134的第五侧壁与第六侧壁之间。其中，各第一光栅单元1331的第五侧壁与第六侧壁可以关于第一光栅部133的中心线对称，其中，第一光栅部133的中心线可以为多个第一光栅单元1331的中心线所连成的线。各第一光栅单元1331的第五侧壁与第六侧壁可以与第二方向y垂直。

第二光栅部134包括沿第一方向x间隔设置的多个第二光栅单元1341及连接于相邻两第二光栅单元1341之间的连接部1342，沿第一方向x，第二光栅单元1341的截面轮廓维持恒定，任意相邻的两个第二光栅单元1341的截面轮廓相同；例如，各第二光栅单元1341呈沿第一方向x延伸的长方体型，各第二光栅单元1341的截面轮廓均呈长方形，各第二光栅单元1341所对应的长方形的轮廓与面积均相同。

其中，各第二光栅单元1341于第一方向x的延伸长度可以相等，相邻两第二光栅单元1341于第一方向x的间距可以相等，即是指第二光栅部134在各个区域的占空比可以是恒定的；当然，上述延伸长度与间距可以是变化的，即第二光栅部134在各个区域的占空比也可以是变化的。

各第二光栅单元1341具有沿第二方向y相背的第七侧壁及第八侧壁，多个第二光栅单元1341的第七侧壁可以位于第二光栅部134的一侧，且多个第二光栅单元1341的第七侧壁可以共面，该面可以与第二方向y垂直，多个第二光栅单元1341的第八侧壁可以位于第二光栅部134的另一侧，且多个第二光栅单元1341的第八侧壁可以共面，该面可以与第二方向y垂直。其中，各第二光栅单元1341的第七侧壁与第八侧壁可以关于第二光栅部134的中心线对称；其中，第二光栅部134的中心线可以为多个第二光栅单元1341及多个连接部1342的中心线所连成的线。

多个第二光栅单元1341中靠近第一光栅部133的一第二光栅单元1341，可以与多个第一光栅单元1331中靠近第二光栅部134的一第一光栅单元1331可以大致相似，对此不作限定。例如，多个第二光栅单元1341中靠近第一光栅部133的一第二光栅单元1341，与多个第一光栅单元1331中靠近第二光栅部134的一第一光栅单元1331的截面轮廓的形状相同、且于第一方向x的延伸长度相等。

沿第一方向x，每一连接部1342的截面轮廓逐渐增大，且位于下游的连接部1342的初始宽度大于位于上游的连接部1342的初始宽度。进一步地，位于下游的连接部1342的初始宽度大于位于上游的连接部1342的末尾宽度；例如，沿上述厚度方向z观察，各连接部1342的斜边可以落在同一个等腰梯形上。由于每个连接部1342的截面轮廓均是逐渐增大，且下一个连接部1342相较于上一个连接部1342的截面轮廓也是增大的，因此相较于第二光栅部134仅采用第二光栅单元1341而言，本实施例中光信号的模场在该第二光栅部134的变化也是更为平缓的，并将在越过第二光栅部134之后于模场基本压缩于传输波导131内进行传播。其中，沿第一方向x，各连接部1342的截面轮廓可以以固定斜率增大，也可以为以变化斜率增大。本申请实施例中，沿第一方向x，各连接部1342的截面轮廓以固定斜率平稳增大；例如，沿第一方向x，各连接部1342的宽度以固定斜率平稳增大。其中，各连接部1342的截面轮廓沿第一方向x增大的固定斜率可以相等。

各连接部1342具有沿第二方向y相背的第九侧壁及第十侧壁，多个连接部1342的第九侧壁可以位于第二光栅部134的一侧，且多个连接部1342的第九侧壁可以共面，该面可以相对于第一方向x倾斜，多个连接部1342的第十侧壁可以位于第二光栅部134的另一侧，且多个连接部1342的第十侧壁可以共面，该面可以相对于第一方向x倾斜。其中，各连接部1342的第九侧壁与第十侧壁可以关于第二光栅部134的中心线对称。

本申请实施例中，将传输波导组件13的传输波导131中接收光信号的第一端1311设计成包括上述的第一光栅部133及第二光栅部134，可以通过改变第一光栅部133的结构尺寸、第二光栅部134的结构尺寸、相邻两第一光栅单元1331的间距、相邻两第二光栅单元1341的间距等等参数来改变第一端1311的有效折射率，使得光信号在第一端1311内传输时，第一光栅部133及第二光栅部134的设置使传输波导131能够以更大的初始模场与外部光信号适配耦合，以提升耦合效率。

需要说明的是，可以设计传输波导组件13中用于接收光信号的部分传输波导131的第一端1311包括上述的第一光栅部133及第二光栅部134，也可以设计传输波导组件13中用于接收光信号的全部传输波导131的第一端1311包括上述的第一光栅部133及第二光栅部134，对此不作限定。

接下来，再对本申请中第一包层12的结构作补充说明。

在一种示例性的方案中，参阅图1至图4，第一包层12可以为沿第一方向x的截面轮廓保持不变的结构，使得第一包层12的结构简单，制造方便。

在另一种示例性的方案中，参阅图7至图11，第一包层12可以大致呈悬臂梁结构，具体地，第一包层12包括主体部121、两第一连接部122及第二连接部123。两第一连接部122连接于主体部121且沿第一方向x延伸，沿厚度方向z观察，两第一连接部122沿第二方向y相对设置；第二连接部123连接于主体部121且沿第一方向延伸x，第二连接部123位于两第一连接部122之间，第二连接部123背离主体部121的一端为收光端14，传输波导组件13嵌设于第二连接部123与主体部121。上述将嵌设传输波导组件13的第二连接部123与未嵌设传输波导组件13的第一连接部122间隔设置，可以降低第一包层12的边缘材料对光信号在传输波导组件13传输时于第二方向y的模场的束缚，有利于扩大传输波导组件13于第二方向y的模场尺寸。

参阅图8，第一衬底11对应第二连接部123的部位设有凹槽111，以使第二连接部123相对于第一衬底11悬空。如前文所述，第一衬底11一般为硅制成，第一包层12一般由二氧化硅，当然并不局限于此，但第一衬底11的折射率一般会高于第一包层12的折射率；当光信号从上述收光端14耦合进入端面耦合器10时，若上述第二连接部123与第一衬底11接触，部分光信号会进入第一衬底11传输，进而降低光信号耦合进入传输波导组件13的比例。而将第二连接部123设计成相对于第一衬底11悬空，且第二连接部123的折射率高于空气，由此可以克服上述不足。

参阅图7至图11，第一包层12还包括至少一对第三连接部124，每对第三连接部124中，一第三连接部124连接于第二连接部123与一第一连接部122之间，另一第三连接部124连接于第二连接部123与另一第一连接部122之间，第三连接部124的设置可以加强第一包层12的结构强度。每对第三连接部124可以关于第二连接部123对称设置，使得第一连接部122的各个部位的结构强度大致均衡。

需要说明的是，若第一包层12包括多对第三连接部124，多对第三连接部124可以沿第一方向x间隔布置，以进一步提升第二连接部123的整体刚度。可选地，第一包层12包括三对以上的第三连接部124，相邻两对第三连接部124于第一方向x的间距可以相等，也可以不等，对此不作限定。

可以理解的是，相邻两第三连接部124之间形成通孔125，在生产制造时，可以首先于第一衬底11上沉积出第一包层12，而后对第一包层12进行刻蚀等工艺形成多个通孔125，即可得到主体部121、第一连接部122及第二连接部123等等，制造工艺简单。其中，通孔125可以与第一衬底11的凹槽111连通，以能够通过通孔125实现第一衬底11上刻蚀处凹槽111等等，本申请实施例中对第一包层12及第一衬底11的加工工艺不作限定。

对于上述第二连接部123的结构，其亦可以是多样的，以下对本申请一些实施例中第二连接部123的结构作详细说明。

在一种示例性的方案中，参阅图7、图9及图10，沿第一方向x，第二连接部123的截面轮廓保持不变，以降低第二连接部123的结构复杂性，降低第二连接部123的制造成本。由于多传输波导131的设置使得端面耦合器10收光的模场有效增大，因此不对第二连接部123的形状作复杂设计即可以满足要求。

在另一种示例性的方案中，参阅图11，第二连接部123包括第一子部1231及第二子部1232，第一子部1231位于第二子部1232的光路上游，传输波导组件13嵌设于第二子部1232及主体部121。其中，第一子部1231构成用于初始接收光信号的一段波导结构，传输波导组件13构成用于接收传输的光信号的第二段波导结构。

其中，沿第一方向x，第一子部1231的截面轮廓逐渐减小。此时，端面耦合器10在接收外部光信号时，外部光信号首先耦合到第一子部1231并于第一子部1231内传输，而第一子部1231的初始截面轮廓较大，可以提升端面耦合器10的耦合效率；第一子部1231的截面轮廓沿第一方向x逐渐减小，模场逐渐被压缩至与传输波导组件13接近，使得光信号能够以较高耦合效率耦合进入第二子部1232的传输波导组件13。

如上述记载，沿第一方向x，第一子部1231的截面轮廓逐渐减小，可以为第一子部1231的截面轮廓以固定斜率平稳减小，也可以以变化斜率减小，对此不作限定。其中，沿第一方向x，第一子部1231的截面轮廓逐渐减小，可以为：沿第一方向x，第一子部1231的宽度逐渐减小；例如，第一子部1231的宽度可以以固定斜率平稳减小，也可以以变化斜率减小，对此不作限定。其中，变化斜率可以如变化率由小变大再变小等等，对此不作限定。

其中，沿第一方向x，第二子部1232的截面轮廓保持不变；或，沿第一方向x，第二子部1232的截面轮廓逐渐减小。其中，沿第一方向x，第二子部1232的截面轮廓逐渐减小，可以实现光信号更好的耦合到传输波导组件13。

若沿第一方向x，第二子部1232的截面轮廓逐渐减小，沿厚度方向z观察，第一子部1231具有沿第二方向y相背的第一侧壁1233及第二侧壁1234，第二子部1232具有沿第二方向y相背的第三侧壁1235及第四侧壁1236，第一侧壁1233与第三侧壁1235位于第二连接部123的一侧，第一侧壁1233与第一方向x之间所夹的锐角大于第二侧壁1234与第一方向x之间所夹的锐角；第二侧壁1234与第四侧壁1236位于第二连接部123的另一侧，第二侧壁1234与第一方向x之间所夹的锐角大于第四侧壁1236与第一方向x之间所夹的锐角。可以理解为，沿第一方向x，第二子部1232的截面轮廓逐渐减小的程度相对于第一子部1231的截面轮廓逐渐减小的程度而言更平缓。

这里需要补充一提的是，相关技术中的端面耦合器采用单传输波导输入及输出的方案的光接收模场较小，与空间光的模场大小差异大，直接耦合空间光的损耗很高。当然，也可以将单传输波导输入及输出的方案结合于悬臂梁结构中，例如第一包层采用如图7至图10示出的悬臂梁结构，但是这种方案对端面耦合器收光端模场的提升仍十分有限。进一步地，也可以将单传输波导输入及输出的方案结合于多段式的悬臂梁结构，例如包层采用如图11中示出的悬臂梁结构，以进一步扩大端面耦合器收光端的模场；但是，这种方案的单传输波导的模场很小，第一包层在第二子部1232的宽度也很小，第一子部1231的长度需要设置很长才能使端面耦合器收光端的模场大小有效提升。换而言之，将单传输波导输入及输出的方案结合于图7至图10所示的悬臂梁结构中的方案，端面耦合器的收光端的模场很小，耦合光信号的耦合效率低；将单传输波导输入及输出的方案结合于图11所示的悬臂梁结构中的方案，虽然收光端模场得以提升，但是悬臂梁的长度将大大增长，进而使第二连接部的刚性明显降低，影响端面耦合器的整体可靠性。

与上述单传输波导输入及输出的方案相比，本申请实施例的传输波导组件13采取多波导输入及单波导输出，由于传输波导组件13在其收光的一端的模场有效提升，因此可以不必通过延长与扩张第二连接部123截面轮廓的方式来提升端面耦合器的模场，即可以满足较高的耦合效率。换而言之，于相同的光耦合效率的情况下，本申请实施例中传输波导组件的设置可以降低悬臂梁波导的长度；例如，可以降低第二连接部123于第一方向x的长度，而第二连接部123于第一方向x的长度的缩减，可以提升端面耦合器10的整体结构可靠性，使得端面耦合器10用于车载等振动强度较强的应用场景中时不易断裂。举例来说，于相同的光耦合效率的情况下，本申请图7示出的多波导输入及单波导输出的端面耦合器10相较于相关技术中的单波导输入及单波导输出的悬臂梁端面耦合器而言，第二连接部123于第一方向x的长度可以由250um缩减到90um左右，可以大大提升端面耦合器10的整体结构可靠性。

除此之外，本申请实施例的传输波导组件13采取多波导输入及单波导输出，相较于相关技术中单波导输入及单波导输出而言，基于相同的工艺及传输波导相同的接收端端面尺寸的情况下，耦合效率可以大大提升且耦合效率随工艺公差的波动更小，工艺容差更高，具有更强的可量产性。举例来说，于相同的现有常规工艺、且传输波导131均选用氮化硅材料制成、其收光端14的端面宽度均为250nm的情况下，本申请图7示出的多波导输入及单波导输出的端面耦合器10相较于单波导输入及单波导输出的悬臂梁端面耦合器而言，耦合效率将不仅与单根传输波导131的宽度、厚度等等参数相关，还与相邻两传输波导131之间的间距等等参数相关。其中，单根传输波导131的宽度、厚度等等参数与端面耦合器10的成型工艺公差有关，而相邻两传输波导131之间的间距基于现有工艺可以做到高精度，如此，可以降低单根传输波导131的宽度、厚度等等参数对端面耦合器10的光耦合效率的影响；即，可以降低工艺公差对端面耦合器10的耦合效率的影响，从而提升端面耦合器10的工艺容差，具有更强的可量产性。可以理解为，本申请实施例的端面耦合器10的耦合效率随工艺公差的波动更小，因工艺公差影响出现的最低耦合效率将仍然能够满足应用要求，提高了工艺制造的容差，具有更强的可量产性。

第二方面，参阅图12至图14，本申请实施例提供了一种光芯片1，该光芯片1可以应用于激光雷达中，其包括上述的端面耦合器10，端面耦合器10接收来自光芯片1之外的光信号，以使光信号进入光芯片1。

具体地，光芯片1具有沿第一方向x的第一端部与第二端部，以及沿第二方向y相对的第三端部与第四端部，端面耦合器10位于第一端部，发射波导模块41出射的光信号经由第二端部、第三端部与第四端部中的一个出射至光芯片1之外。

其中，光芯片1还包括衬底（图中未示出）、设置衬底的包层30及嵌设于包层30的发射波导模块41，发射波导模块41连接端面耦合器10中第一传输波导131a的第二端1312，用于接收端面耦合器10输出的光信号的至少部分并出射，以探测目标物体。

其中，上述端面耦合器10的第一衬底11为光芯片1的衬底的一部分，上述端面耦合器10的第一包层12为光芯片1的包层30的一部分，使得端面耦合器10与光芯片1为紧密的一体式结构。

需要说明的是，光芯片1在运用于激光雷达2时，需要与激光雷达2中的收发镜头8进行光调对准，以保证收发镜头8的焦平面与发射波导411的出射端面重合或在预设范围内，再进行组装固定。其中，光芯片1与收发镜头8光调对准包括：光芯片1的发射波导模块41的出光端位于收发镜头8的焦平面上，且发射波导模块41的出光方向与收发镜头8的光轴平行。

具体地，光芯片1与收发镜头8进行光调对准时，可以于收发镜头8背离光芯片1的一侧设置光回返器9；发射波导模块41的出射光经过收发镜头8后被准直，然后到达光回返器9，光回返器9反射回来的光经过收发镜头8后再次聚焦并耦合回发射波导模块41，即发射波导模块41“自发自收”，调节收发镜头8和光回返器9的位置，若发射波导模块41接收到的回返光的光功率达到最大，则认为收发镜头8与光芯片1中的发射波导模块41调节到最佳位置，可以对其进行固定，此时通过收发镜头8之后的发射光束是完全准直的。

相关技术中，为实现对发射波导模块41接收到的回返光的光功率进行监控，以监测回返光的光功率是否达到最大，通常采取发射波导模块外接环形器的方向进行监控，例如在图12所示的端面耦合器10处接环形器，以通过环形器的中处于第一耦合器51下一顺位的端口实现回返光功率的监测。然而，在一些应用场景中，上述端面耦合器10并不能外接环形器；例如，在上述光调过程之前，端面耦合器10已经和其上游的光学器件进行空间光耦合，如此则难以实现回返光功率的检测。基于此，本申请实施例提出了一种光芯片1，可以直接通过光芯片1上集成的第一光调监控模块71对发射波导模块41接收到的回返光的光功率进行监控，以克服上述不足。

具体地，请继续参阅图12，光芯片1具有第一耦合器51、嵌设于包层30的第一分束器61、嵌设于包层30的发射波导模块41及设于包层30的第一光调监控模块71。其中，第一耦合器51用于接收光芯片1外的第一光信号，以使第一光信号进入光芯片1。其中，第一耦合器51可以为上述记载的端面耦合器10，也可以为其它的耦合器，例如，垂直光栅耦合器等等，对此不作限定。

第一分束器61包括第一端口611、第二端口612、第三端口613及第四端口614，第一分束器61配置为经由第一端口611输入的光信号经由第三端口613与第四端口614输出，经由第三端口613输入的光信号经由第一端口611与第二端口612输出。第一端口611连接第一耦合器51，并用于接收第一耦合器51输出的第一光信号；第三端口613连接发射波导模块41，发射波导模块41用于传输第一分光信号的至少部分并出射，第一分光信号为第一光信号经第一分束器61的第三端口613输出的信号；第二端口612连接第一光调监控模块71，第一光调监控模块71包括第一光电探测器711。

本申请实施例中，通过第一分束器61的多个端口实现与发射波导模块41、第一耦合器51及第一光调监控模块71的连接，使得在光调时第一耦合器51接收的第一光信号的至少部分能够经由发射波导模块41出射，并经光回返器9反射回后由发射波导模块41接收，而发射波导模块41接收到的回返光能够通过第一分束器61到达第一光调监控模块71，第一光调监控模块71中的第一光电探测器711可以对回返光的光功率实时反馈，以便获取回返光的光功率的最大值，进而根据回返光的光功率的最大值确定出收发镜头8与光芯片1的最佳位置。其中，第一光电探测器711可以通过光电流来反馈回返光的光功率，若第一光电探测器711的光电流达到最大值时，则认为回返光的光功率达到最大值，收发镜头8与光芯片1调节到最佳位置，可以对其进行固定。

本申请实施例中，第一耦合器51、第一分束器61与发射波导模块41沿光芯片1的厚度方向位于同一波导层，例如，该一层为氮化硅波导层，以保证光信号能够以较高的光功率进入光芯片1进行传输；第一光电探测器711与第一分束器61沿光芯片1的厚度方向位于不同波导层，例如，第一光电探测器711位于硅波导层，以便于降低光芯片的制造难度。第一光调监控模块71还包括第一层间转换器712，该第一层间转换器712分别与第二端口612及第一光电探测器711连接，以使经由第二端口612输出的光信号能够传输至第一光电探测器711。需要说明的是，光芯片1的厚度方向与端面耦合器10的厚度方向一致。

可以理解的是，第一光电探测器711与第一分束器61沿光芯片1的厚度方向也可以位于同一波导层，例如，第一分束器61、发射波导模块41与第一光电探测器711均位于硅波导层；如此，第一光调监控模块71无需设置分别与第二端口612及第一光电探测器711连接的第一层间转换器712，可以简化第一光调监控模块71的结构。

需要说明的是，在激光雷达2投入使用时，光芯片1的发射波导模块41出射的光信号需要进行目标物体的探测，因此，需要保证发射波导模块41出射的光信号的光功率足够，以提升探测性能。基于此，第一分束器61的第一端口611输入的光信号经由第四端口614输出的比例可以大于或等于千分之五且小于或等于百分之五，而第一端口611剩余的光信号经由第三端口613输出，以保证第三端口613输出的光信号的光功率足够，发射波导模块41出射的光信号的光功率足够。相应地，第一分束器61的第三端口613输入的光信号经由第二端口612输出的比例大于或等于千分之五且小于或等于百分之五，即，第一光调监控模块71仅接收一小部分的回返光，并实时监控该回返光的光功率，第一光调监控模块71的设置对光芯片1的整体性能几乎不产生影响。

其中，第一分束器61可以选用任意的具有分束功能且具有多输入端口和多输出端口的器件，例如，第一分束器61可以选用定向耦合器等等，对此不作限定。

进一步地，光芯片1还可以为收发一体的结构，即该光芯片1可以出射探测光信号，以探测目标物体，也可以接收经由目标物体反射探测光形成的回波光信号，以提升应用其的激光雷达的集成度。具体地，光芯片1还包括接收波导模块42及光电探测模块81。

接收波导模块42嵌设于包层30，接收波导模块42用于接收回波光信号。考虑到硅波导的工艺较氮化硅波导的工艺更为成熟，因此接收波导模块42可以位于硅波导层；例如，接收波导模块42可以与上述第一光电探测器711位于同一硅波导层。光电探测模块81嵌设于包层30，光电探测模块81分别与接收波导模块42及第四端口614连接，用于接收回波光信号及第二分光信号，第二分光信号为第一光信号经第一分束器61的第四端口614输出的信号。同理，光电探测模块81可以与接收波导模块42位于同一波导层，例如位于同一硅波导层。

将第一分束器61的第四端口614与光电探测模块81连接，使得第四端口614能够向光电探测模块81传输第二分光信号，而该第二分光信号可以作为本振光信号。通过第一分束器61向光电探测模块81传输本振光信号，可以充分利用第一分束器61的各个端口，相较于另外于光芯片1上设置耦合器并通过该耦合器向光电探测模块81传输本振光信号而言，可以简化光芯片1的结构，降低光芯片1的制造成本。

本申请实施例中，第一分束器61与光电探测模块81沿厚度方向位于光芯片1的不同波导层，相应地，光芯片1还包括第二层间转换器82。该第二层间转换器82分别与第三端口613及光电探测模块81连接，第二层间转换器82的设置可以使经由第一分束器61的第三端口613输出的光信号传输至光电探测模块81。

可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一分束器61与光电探测模块81沿光芯片1的厚度方向也可以位于同一波导层，例如，均位于同一硅波导层，或均位于同一氮化硅波导层；如此，第一分束器61与光电探测模块81之间无需设计第二层间转换器82，可以简化光芯片1的结构。

其中，光电探测模块81包括光混频器与平衡光电探测器。光混频器具有两输入端口，其一输入端口用于接收上述本振光信号，其另一输入端口用于接收上述回波光信号；如此，本振光信号与回波光信号可在其内发生拍频，以得到两拍频信号，即第一拍频光信号与第二拍频光信号。可选地，光混频器为180度光混频器，其输出的两光信号之间相位差180度。平衡光电探测器与光混频器的两输出端连接，其用于对上述第一拍频光信号与第二拍频光信号进行平衡探测，并输出第一拍频信号，该第一拍频信号的频率与上述第一/二拍频光信号的频率一致。可以理解的是，即使本实施例中是以光电探测模块81包括光混频器与平衡光电探测器为例进行说明，但本申请并不局限于此，只要保证光电探测模块可以接收上述本振光信号与回波光信号，并将两者的拍频信号转化为电信号即可。例如，在本申请其他的一些实施例中，光电探测模块包括光电探测器；该光电探测器用于接收上述本振光信号与回波光信号，以使两者拍频，其还用于将上述所得的拍频光信号转化为电信号，即第一拍频信号。

发射波导模块41包括一发射波导411，接收波导模块42包括至少两接收波导421，沿光芯片1的厚度方向观察，各接收波导421位于发射波导411的同一侧，其中，光芯片1的厚度方向可以与端面耦合器10的厚度方向z相平行，对此不作限定。沿厚度方向z观察，发射波导模块41与接收波导模块42可以沿第二方向y相对设置，接收波导模块42内的至少两接收波导421可以沿第二方向y相对设置，对此不作限定。

为便于说明，以下将至少两接收波导421中最靠近发射波导411的一接收波导421定义为第一接收波导4211。本实施例中，光芯片1还包括嵌设于包层30的辅助波导43。辅助波导43与接收波导421沿光芯片1的厚度方向位于光芯片1的同一波导层，并位于发射波导411背离接收波导模块42的一侧，辅助波导43、第一接收波导4211与发射波导411之间平行设置。由于发射波导411在传输光信号的过程中，少量的光信号会耦合至上述第一接收波导4211，并经由该第一接收波导4211出射，其会使得自发射波导模块41出射的光信号的光斑形状不对称。而于发射波导411背离接收波导421的一侧设置辅助波导43，由发射波导411外溢的光信号既可以耦合进入到接收波导421（例如，第一接收波导4211），又可以耦合进入到辅助波导43，并经由发射波导模块41、第一接收波导4211与辅助波导43出射，使得发射波导411出射的光信号光斑在第二方向y大致呈对称状态，进而能够一定程度上提升探测性能。

进一步地，沿厚度方向z观察，第一接收波导4211到发射波导411之间的距离，与辅助波导43到发射波导411之间的距离相等。即，沿厚度方向z观察，第一接收波导4211至发射波导411于第二方向y的距离，与辅助波导43至发射波导411于第二方向y的距离相等，如此，可以更好的实现发射波导411出射光斑的模场于第二方向y的对称状态。

由于辅助波导43与第一接收波导4211相对于发射波导411的距离相等，因此，可以借助辅助波导43对接收波导模块42与收发镜头8进行光调对准。其中，接收波导模块42与收发镜头8光调对准包括：接收波导模块42的收光端位于收发镜头8的焦平面上，且接收波导模块42的收光方向与收发镜头8的光轴平行。

具体地，在一种示例性的方案中，参阅图13，光芯片1还包括第二耦合器52，第二耦合器52用于接收光芯片1外的第二光信号，以使第二光信号进入光芯片1，辅助波导43与第二耦合器52连接。通过设置与辅助波导43连接的第二耦合器52，可以将第二光信号传输至辅助波导43，并由辅助波导43出射，而辅助波导43的出射光经过收发镜头8后被准直，然后到达光回返器9，光回返器9反射回来的光经过收发镜头8后再次聚焦并耦合回辅助波导43，即“自发自收”，调节收发镜头8和光回返器9的位置，若辅助波导43接收到的回返光的光功率达到最大，则认为收发镜头8与辅助波导43、接收波导模块42调节到最佳位置，可以对其进行固定。

为对辅助波导43接收到的回返光的光功率进行监控，以监测回返光的光功率是否达到最大，可以通过第二耦合器52外接第三光调监控模块4来实现。其中，第三光调监控模块4包括环形器5、辅助光源6及光功率计7，环形器5包括第九端口511、第十端口512及第十一端口513，环形器5被配置为经第九端口511进入的光信号由第十端口512输出，且经第十端口512输入的光信号由第十一端口513输出；其中，第九端口511连接辅助光源6，第十端口512连接第二耦合器52，第十一端口513连接光功率计7。辅助光源6生成的光信号可以经由第二光信号由环形器5的第九端口511、第十端口512、第二耦合器52后达到辅助波导43，进而由辅助波导43传输至收发镜头8及光回返器9，而光回返器9反射回来的光经过收发镜头8，经辅助波导43、第二耦合器52、环形器5的第十端口512、第十一端口513后输出到光功率计7，进而可以由光功率计7监测回返光的光功率是否到达最大。

需要说明的是，第三光调监控模块4用于在进行接收波导模块42与收发镜头8光调对准时使用，而在接收波导模块42与收发镜头8光调对准完成后，光芯片1与第三光调监控模块4将解除连接。即，第三光调监控模块4为光芯片1、激光雷达2以外的辅助器件。

其中，第二耦合器52可以为上述记载的端面耦合器10，也可以为其它的耦合器，例如垂直光栅耦合器等等，对此不作限定。

在另一种示例性的方案中，参阅图14，光芯片1还包括嵌设于包层30的第二分束器62及设于包层30的第二光调监控模块72。第二分束器62包括第五端口621、第六端口622、第七端口623及第八端口624，第二分束器62配置为第五端口621输入的光信号经由第七端口623及第八端口624输出，经由第七端口623输入的光信号经由第五端口621及第六端口622输出，经由第八端口624输入的光信号经由第五端口621及第六端口622输出。第五端口621连接第一分束器61的第三端口613，第七端口623连接发射波导模块41，第八端口624连接辅助波导43，第六端口622连接第二光调监控模块72，第二光调监控模块72包括第二光电探测器721。

本申请实施例中，通过第二分束器62的多个端口实现与第一分束器61、发射波导模块41、辅助波导43及第二光调监控模块72的连接，使得第一耦合器51接收的第一光信号的至少部分能够经由第一分束器61传输至第二分束器62，进而传输至发射波导模块41及辅助波导43，可以直接利用第一耦合器51接收的光信号实现辅助波导43与收发镜头8光调对准，而无需专门设置用于与辅助波导43连接的第二耦合器。

辅助波导43出射的光信号经过收发镜头8及光回返器9后，将经光回返器9反射回并由辅助波导43接收，并通过第二分束器62后到达第二光调监控模块72，第二光调监控模块72中的第二光电探测器721可以对回返光的光功率实时反馈，以便获取回返光的光功率的最大值，进而根据回返光的光功率的最大值确定出收发镜头8与光芯片1中辅助波导43、接收波导模块42的最佳位置。其中，第二光电探测器721可以通过光电流来反馈回返光的光功率，若第二光电探测器721的光电流达到最大值时，则认为回返光的光功率达到最大值，收发镜头8与光芯片1中辅助波导43、接收波导模块42调节到最佳位置，可以对其进行固定。

需要说明的是，第二分束器62的设置使得第一耦合器51接收的光信号，不仅会经过第一分束器61传输至发射波导模块41，还会经过第一分束器61及第二分束器62传输至辅助波导43；此时辅助波导43内的光信号并非仅由发射波导模块41的光耦合进入，因此，相较于第一接收波导4211内的光信号而言，辅助波导43内的光信号的光功率会具有一定的差异，进而使得发射波导模块41出射光斑在第二方向y无法做到完全的对称，而会存在轻微的偏斜；但由于倾斜较小，因此也可以起到大致对称的效果。其中，与上述第一分束器61相似，第二分束器62可以选用任意的具有分束功能且具有多个输入端口与多个输出端口的器件，例如，第二分束器62可以选用定向耦合器等等，对此不作限定。

本实施例中，第二分束器62与第一分束器61沿光芯片1的厚度方向位于同一波导层；第二光电探测器721与上述第一光电探测器711沿光芯片1的厚度方向位于同一波导层，其与第二分束器62沿光芯片1的厚度方向位于不同波导层。相应地，第二光调监控模块72还包括第三层间转换器722，该第三层间转换器722分别与第六端口622及第二光电探测器721连接；第三层间转换器722的设置使得第六端口622输出的光信号可以传输至第二光电探测器721。此外，辅助波导43与第二分束器62沿光芯片1的厚度方向位于不同波导层，光芯片1还包括第四层间转换器83，第四层间转换器83分别与第八端口624及辅助波导43连接。第四层间转换器83的设置使得第八端口624输出的光信号可以传输至辅助波导43。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第二分束器62与第二光电探测器721沿光芯片1的厚度方向也可以位于同一波导层，如此，无需设置分别与第二分束器62与第二光电探测器721连接的第三层间转换器722，可以简化光芯片1的结构；同理，在本申请的其他实施例中，第二分束器62与辅助波导43沿光芯片1的厚度方向也可以位于同一波导层，如此，无需设置分别与第二分束器62与辅助波导43连接的第四层间转换器83，可以简化光芯片1的结构。

需要说明的是，在激光雷达2投入使用时，光芯片1的发射波导模块41出射的光信号需要进行目标物体的探测，因此，需要保证发射波导模块41出射的光信号的光功率足够，以提升探测性能。基于此，第二分束器62的第五端口621输入的光信号经由第八端口624输出的比例可以大于或等于千分之一且小于或等于百分之一，而第五端口621剩余的光信号经由第七端口623输出，以保证第七端口623输出的光信号的光功率足够，发射波导模块41出射的光信号的光功率足够。相应地，第二分束器62的第七端口623输入的光信号经由第六端口622输出的比例可以大于或等于千分之一且小于或等于百分之一，而第七端口623剩余的光信号经由第五端口621输出，以保证第五端口621输出的光信号的光功率足够，进而保证经发射波导模块41返回的回返光的大部分能够到达第一分束器61，使得第一光调监控模块71能够接收到发射波导模块41返回的回返光，并对发射波导模块41返回的回返光的光功率进行反馈。相应地，第二分束器62的第八端口624输入的光信号经由第五端口621输出的比例可以大于或等于千分之一且小于或等于百分之一，而第八端口624剩余的光信号经由第六端口622输出，以保证第六端口622输出的光信号的光功率足够，进而保证经辅助波导43返回的回返光的大部分能够到达第二光调监控模块72，使得第二光调监控模块72能够对辅助波导43返回的回返光的光功率进行反馈。

需要说明的是，第二分束器62设置的位置也可以作出调整而非上述记载的设置于第一分束器61的第三端口613的下游，例如，第二分束器62也可以设置于第一分束器61的第一端口611与第一耦合器51之间，对此不作限定。

需要说明的是，本申请实施例中，光芯片1与收发镜头8的光调对准步骤可以包括：首先对发射波导模块41与收发镜头8进行光调对准，之后对接收波导模块42与收发镜头8进行光调对准，最后再次对发射波导模块41与收发镜头8进行光调对准的校验，以确保发射波导模块41仍处于与收发镜头8对准的状态。

第三方面，本申请实施例提供了一种激光雷达2，请返回参阅图13，其中，激光雷达2可以为FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波）激光雷达等，对此不作限定。FMCW激光雷达可广泛应用于智能网联汽车、车路协同、智能机器人等场景。FMCW激光雷达是一种基于线性调频光源和相干接收技术的高性能激光雷达，具有接收灵敏度高、抗环境光干扰等优点。

具体地，激光雷达2包括光源模组3及上述的光芯片1。光源模组3用于生成光信号，光芯片1用于经由端面耦合器10接收光信号，并经由发射波导模块41出射光信号的至少部分，以探测目标物体。

进一步地，光源模组3的激光器31生成的光信号可以通过光放大器32放大后传输至光芯片1的第一耦合器51，该第一耦合器51可以为上述端面耦合器10。

第四方面，参阅图15，本申请实施例提供了一种可移动设备100，可移动设备100包括可移动的主体110以及上述的激光雷达2，激光雷达2搭载于上述主体110。在一些实施例中，可移动设备为汽车，上述主体110为汽车主体，激光雷达2搭载于该汽车主体110；可以理解的是，在本申请的其他实施中，可移动设备100还可以为汽车以外的搭载有激光雷达2的装置，如无人机、机器人等等，本申请对此不作限定。

实施例二

参阅图16至图18，本实施例与上述各实施例（图1至图11中示出）的端面耦合器的区别在于：传输波导组件13包括至少三传输波导131及合束器132，至少三传输波导131包括至少两第二传输波导131b与第一传输波导131a，沿端面耦合器10的厚度方向z观察，各第二传输波导131b沿第二方向y间隔设置，合束器132具有多个输入端1321及一个输出端1322，每一输入端1321连接一第二传输波导131b的第二端1312，输出端1322连接第一传输波导131a的第一端1311，传输波导组件13配置为经由至少两第二传输波导131b的第一端1311接收光信号，以及经由第一传输波导131a的第二端1312输出光信号。传输波导组件13同样可以实现由至少两传输波导131接收光信号且由一传输波导131输出光信号，即可以实现多波导输入及单波导输出，相较于相关技术中的单波导输入及单波导输出而言，可以提升传输波导组件13的收光面积，提升传输波导组件13的收光量，降低光损耗；而于端面耦合器10内形成多个传输波导131的成型工艺简单，制造成本低廉，有利于推广使用。

合束器132可以为任意的能够将至少两光信号进行合束后再输出的器件。例如，合束器132可以为多模干涉（multi-mode interference，MMI）耦合器。其中，结合图16至图18，合束器132可以为任意形状，不局限于长方形。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指至少两个，例如，两个、三个、四个等等。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (20)

1.一种端面耦合器，其特征在于，包括：

第一衬底；

第一包层，设置于所述第一衬底；以及

传输波导组件，嵌设于所述第一包层，所述传输波导组件包括至少两传输波导，所述传输波导具有沿第一方向相对设置的第一端及第二端，所述第一端为所述传输波导靠近所述端面耦合器的收光端的一端，所述至少两传输波导包括第一传输波导及至少一第二传输波导，沿所述端面耦合器的厚度方向观察，所述第一传输波导与所述第二传输波导沿第二方向相对设置，所述传输波导组件配置为可使所述第二传输波导传输的光信号以定向耦合的方式合束进入第一传输波导，所述传输波导组件配置为经由至少两所述传输波导的第一端接收光信号，以及经由所述第一传输波导的所述第二端输出光信号；

其中，所述第一方向为自所述端面耦合器的收光端指向出光端所确定的方向，所述第一方向、所述第二方向与所述厚度方向中的任意两者相互垂直。

2.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一传输波导包括第一耦合部，所述第二传输波导包括第二耦合部，沿所述厚度方向观察，所述第一耦合部与所述第二耦合部沿所述第二方向相对设置，所述第一耦合部与所述第二耦合部被配置为可使所述第二耦合部中的光信号以定向耦合的方式合束进入所述第一耦合部。

3.根据权利要求2所述的端面耦合器，其特征在于：

沿所述第一方向，所述第一耦合部的中心线与所述第二耦合部的中心线之间的间距逐渐减小；

和/或，沿所述第一方向，所述第一耦合部的截面轮廓逐渐增大；

和/或，沿所述第一方向，所述第二耦合部的截面轮廓逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的端面耦合器，其特征在于，沿所述厚度方向观察，所述第一传输波导的所述第一端与所述第二传输波导的所述第一端沿所述第二方向相对设置，所述第一传输波导的所述第二端超出所述第二传输波导的所述第二端设置；

所述传输波导组件被配置为经由所述第一传输波导的所述第一端及所述第二传输波导的所述第一端共同接收光信号，经由所述第一传输波导的所述第二端输出所述光信号。

5.根据权利要求4所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一传输波导还包括第一传输部，所述第一传输部位于所述第一耦合部的光路上游，所述第一传输部背离所述第一耦合部的一端为所述第一传输波导的所述第一端；

所述第二传输波导还包括第二传输部，沿所述厚度方向观察，所述第二传输部与所述第一传输部沿所述第二方向相对设置，所述第二传输部位于所述第二耦合部的光路上游，所述第二传输部背离所述第二耦合部的一端为所述第二传输波导的所述第一端。

6.根据权利要求5所述的端面耦合器，其特征在于：沿所述第一方向，所述第一传输部的中心线与所述第二传输部的中心线之间的间距保持不变或逐渐减小；

和/或，沿所述第一方向，所述第一传输部的截面轮廓逐渐增大；

和/或，沿所述第一方向，所述第二传输部的截面轮廓逐渐增大。

7.根据权利要求2所述的端面耦合器，其特征在于，所述传输波导组件包括两所述第二传输波导，两所述第二传输波导分别设于所述第一传输波导的两侧。

8.根据权利要求2所述的端面耦合器，其特征在于，所述至少两传输波导包括所述第一传输波导与至少两所述第二传输波导，沿所述第一方向，所述第二传输波导的所述第一端超出所述第一传输波导的所述第一端设置，所述第一传输波导的所述第一端位于两所述第二传输波导之间，所述第一传输波导的所述第二端超出所述第二传输波导的所述第二端设置；

所述传输波导组件被配置为经由各所述第二传输波导的所述第一端共同接收光信号，经由所述第一传输波导的所述第二端输出所述光信号。

9.根据权利要求8所述的端面耦合器，其特征在于，所述至少两传输波导包括所述第一传输波导与两所述第二传输波导；

所述第一传输波导包括位于两所述第二传输波导之间的所述第一耦合部以及超出所述第二传输波导设置且位于所述第一耦合部的光路下游的输出部；

所述第二传输波导包括所述第二耦合部与第二传输部，沿所述厚度方向观察，所述第二耦合部与所述第一耦合部沿所述第二方向相对设置，所述第二传输部连接于所述第二耦合部的光路上游，所述第二传输部背离所述第二耦合部的一端为所述第二传输波导的所述第一端；

所述第二传输部包括第一部分与第二部分，所述第二部分的两端分别与所述第一部分以及所述第二耦合部连接，沿所述第一方向，两所述第一部分的中心线之间的间距保持不变，两所述第二部分的中心线之间的间距逐渐减小；

沿所述第一方向，所述第一部分的截面轮廓逐渐增大。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的端面耦合器，其特征在于，所述至少两传输波导中接收光信号的所述第一端包括第一光栅部及第二光栅部，所述第一光栅部位于所述第二光栅部的光路上游；

所述第一光栅部包括沿所述第一方向间隔设置的多个第一光栅单元，沿所述第一方向，各所述第一光栅单元的截面轮廓之间逐渐增大；

所述第二光栅部包括沿所述第一方向间隔设置的多个第二光栅单元及连接于相邻两所述第二光栅单元之间的连接部，沿所述第一方向，任意相邻的两个所述第二光栅单元的截面轮廓相同，沿所述第一方向，所述连接部的截面轮廓之间逐渐增大，位于下游的所述连接部的初始宽度大于位于上游的所述连接部的初始宽度。

11.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一包层包括：

主体部；

两第一连接部，连接于所述主体部，且沿所述第一方向延伸，沿所述厚度方向观察，两所述第一连接部沿所述第二方向相对设置；以及

第二连接部，连接于所述主体部，且沿所述第一方向延伸，所述第二连接部位于两所述第一连接部之间，所述第二连接部背离所述主体部的一端为所述收光端；

所述传输波导组件嵌设于所述第二连接部与所述主体部。

12.根据权利要求11所述的端面耦合器，其特征在于，沿所述第一方向，所述第二连接部的截面轮廓保持不变；

或者，所述第二连接部包括第一子部及第二子部，所述第一子部位于所述第二子部的光路上游，所述传输波导组件嵌设于所述第二子部及所述主体部，沿所述第一方向，所述第一子部的截面轮廓逐渐减小；沿所述第一方向，所述第二子部的截面轮廓保持不变，或，沿所述第一方向，所述第二子部的截面轮廓逐渐减小，且沿所述厚度方向观察，所述第一子部具有沿所述第二方向相背的第一侧壁及第二侧壁，所述第二子部具有沿所述第二方向相背的第三侧壁及第四侧壁，所述第一侧壁与所述第三侧壁位于所述第二连接部的一侧，所述第一侧壁与所述第一方向之间所夹的锐角大于所述第二侧壁与所述第一方向之间所夹的锐角，所述第二侧壁与所述第四侧壁位于所述第二连接部的另一侧，所述第二侧壁与所述第一方向之间所夹的锐角大于所述第四侧壁与所述第一方向之间所夹的锐角。

13.一种端面耦合器，其特征在于，包括：

第一衬底；

第一包层，设置于所述第一衬底；以及

传输波导组件，嵌设于所述第一包层，所述传输波导组件包括至少三传输波导及合束器，所述合束器为多模干涉耦合器，所述至少三传输波导包括至少两第二传输波导与第一传输波导，所述传输波导具有沿第一方向相对设置的第一端及第二端，所述第一端为所述传输波导靠近所述端面耦合器的收光端的一端，沿所述端面耦合器的厚度方向观察，各所述第二传输波导沿第二方向间隔设置，所述合束器具有多个输入端及一个输出端，每一所述输入端连接一所述第二传输波导的所述第二端，所述输出端连接所述第一传输波导的所述第一端，所述传输波导组件配置为经由至少两所述第二传输波导的所述第一端接收光信号，以及经由所述第一传输波导的所述第二端输出光信号；

其中，所述第一方向为自所述端面耦合器的收光端指向出光端所确定的方向，所述第一方向、所述第二方向与所述厚度方向中的任意两者相互垂直。

14.一种光芯片，其特征在于，所述光芯片包括如权利要求1至13中任一项所述的端面耦合器，以接收来自所述光芯片之外的光信号，以使所述光信号进入所述光芯片，所述光芯片包括：

衬底，所述第一衬底为所述衬底的一部分；

包层，设于所述衬底，所述第一包层为所述包层的一部分；以及

发射波导模块，嵌设于所述包层，所述发射波导模块连接所述端面耦合器中所述第一传输波导的所述第二端，用于接收所述端面耦合器输出的光信号的至少部分并出射。

15.根据权利要求14所述的光芯片，其特征在于，还包括：

第一分束器，嵌设于所述包层，包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口，所述第一分束器配置为经由所述第一端口输入的光信号经由所述第三端口与所述第四端口输出，经由所述第三端口输入的光信号经由所述第一端口与所述第二端口输出，所述第一端口连接所述端面耦合器中所述第一传输波导的所述第二端，并用于接收所述端面耦合器输出的光信号；所述第三端口连接所述发射波导模块，所述发射波导模块用于传输第一分光信号的至少部分并出射，所述第一分光信号为所述端面耦合器输出的光信号经所述第一分束器的第三端口输出的信号；以及

第一光调监控模块，设于所述包层，连接所述第二端口，所述第一光调监控模块包括第一光电探测器。

16.根据权利要求15所述的光芯片，其特征在于，所述光芯片还包括：

接收波导模块，嵌设于所述包层，所述接收波导模块用于接收回波光信号，所述回波光信号为所述第一分光信号经目标物体反射形成；以及

光电探测模块，嵌设于所述包层，分别与所述接收波导模块及所述第四端口连接，用于接收所述回波光信号及第二分光信号，所述第二分光信号为所述端面耦合器输出的光信号经所述第一分束器的第四端口输出的信号。

17.根据权利要求16所述的光芯片，其特征在于，所述发射波导模块包括一发射波导，所述接收波导模块包括至少两接收波导，沿所述光芯片的厚度方向观察，各所述接收波导位于所述发射波导的同一侧，所述至少两接收波导中最靠近所述发射波导的一接收波导为第一接收波导；

所述光芯片还包括嵌设于所述包层的辅助波导，所述辅助波导与所述接收波导位于所述光芯片的同一层，并位于所述发射波导背离所述接收波导模块的一侧，沿所述厚度方向观察，所述第一接收波导到所述发射波导之间的距离，与所述辅助波导到所述发射波导之间的距离相等。

18.根据权利要求17所述的光芯片，其特征在于，所述光芯片还包括第二分束器及第二光调监控模块，第二分束器嵌设于所述包层，包括第五端口、第六端口、第七端口及第八端口，所述第二分束器配置为经由所述第五端口输入的光信号经由所述第七端口与所述第八端口输出，经由所述第七端口输入的光信号经由所述第五端口与所述第六端口输出，经由所述第八端口输入的光信号经由所述第五端口及所述第六端口输出，所述第五端口连接所述第一分束器的所述第三端口，所述第七端口连接所述发射波导模块，所述第八端口连接所述辅助波导；第二光调监控模块设于所述包层，连接所述第六端口，所述第二光调监控模块包括第二光电探测器；

或者，所述光芯片还包括第二耦合器，所述第二耦合器用于接收所述光芯片外的第二光信号，以使所述第二光信号进入所述光芯片，所述辅助波导与所述第二耦合器连接。

19.一种激光雷达，其特征在于，包括：

光源模组，用于生成光信号；以及

如权利要求14至18中任一项所述的光芯片，用于经由所述端面耦合器接收所述光信号，并经由所述发射波导模块出射所述光信号的至少部分，以探测目标物体。

20.一种可移动设备，其特征在于，包括可移动的主体以及如权利要求19所述的激光雷达。