CN116908811A - 光芯片、激光雷达及可移动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种光芯片、激光雷达及可移动设备，该光芯片包括包层以及嵌设于包层的接收波导组件，接收波导组件包括至少三个接收波导、偏振分束模块以及两合束器，各接收波导沿第一方向间隔设置；偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，一偏振分束模块的第一输入端与一接收波导的出射端连接，以将接收波导出射的回波信号分别从两输出端输出；合束器具有两第二输入端与一第二输出端，每一第二输入端与相邻的两偏振分束模块的各一第一输出端连接，所连接的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。本申请的技术方案，可以减少光芯片中接收波导组件的输出端，降低了信号处理难度，简化了光芯片中接收波导组件下游的结构。
Description
技术领域
本发明涉及激光探测技术领域，特别涉及一种光芯片、激光雷达及可移动设备。
背景技术
激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测光，然后将接收到的从目标反射回来的回波光与本振光进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如、目标距离、方位、高度、速度、姿态，甚至形状等参数。
相关技术中，采用多根倒锥型波导构成的接收波导阵列结构以拓展回波光接收范围，但这种接收波导阵列结构的输出端数量多，导致增加了光电探测模块和信号处理器件的数量，进一步使信号处理难度也较高，系统较为复杂。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种光芯片、激光雷达及可移动设备，旨在至少减少光芯片中接收波导组件的输出端，减少了接收波导组件下游的光电探测模块和信号处理器件的数量，降低了信号处理难度，简化了光芯片中接收波导组件下游的结构。
为实现上述目的，本发明提出的一种光芯片，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少三个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少三个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述接收波导；以及
至少两合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，同一所述合束器分别连接相邻的两所述偏振分束模块，每一所述第二输入端与一所述偏振分束模块的第一输出端连接，同一所述合束器所连接的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同，相邻的两所述合束器连接相邻的三所述偏振分束模块。
在本申请的一实施例中，所述偏振分束模块为偏振分束器，同一所述偏振分束模块的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振方向不同；
所述合束器所连接的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振相同。
在本申请的一实施例中，任意相邻的两偏振分束模块之间，沿第一方向位于内侧的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
在本申请的一实施例中，所述接收波导组件还包括偏振旋转器，任意相邻的两所述合束器中的一个的输出端连接有偏振旋转器。
在本申请的一实施例中，所述偏振分束模块为偏振分束旋转器，同一所述偏振分束模块的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
在本申请的一实施例中，所述接收波导组件包括四个接收波导、四个偏振分束模块以及三个合束器。
在本申请的一实施例中，所述至少三个偏振分束模块包括偏振分束器与偏振分束旋转器；
相邻的两所述偏振分束模块中的一个为所述偏振分束器，另一个为偏振分束旋转器。
在本申请的一实施例中，所述接收波导组件包括至少四个接收波导、至少四个偏振分束模块以及至少三个合束器；
各所述偏振分束模块中，同一所述偏振分束器相邻的两所述偏振分束旋转器所输出的光信号的偏振方向不同。
在本申请的一实施例中，所述接收波导组件还包括吸光元件；
所述吸光元件与未连接有合束器的第一输出端的连接，所述吸光元件用于吸收所述第一输出端输出的光信号。
在本申请的一实施例中，所述吸光元件为离子掺杂的波导。
本申请还提出一种光芯片，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少三个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述至少三个接收波导包括两第一接收波导以及位于两第一接收波导之间的第二接收波导，所述第一接收波导与所述第二接收波导相邻，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少一个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述第二接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述第二接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述接收波导；以及
至少两合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，每一所述合束器的一所述第二输入端与一所述第一接收波导的出射端连接，另一所述第二输入端与所述偏振分束模块的一个所述第二输出端连接，两所述合束器对应的第一接收波导不同。
本申请还提出一种光芯片，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少四个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述至少四个接收波导包括两第一接收波导以及位于两第一接收波导之间的至少两个第二接收波导，所述第一接收波导为沿所述第一方向位于最外侧的接收波导，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少两个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述第二接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述第二接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述接收波导；以及
至少三个合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，所述至少三个第一合束器包括两第一合束器以及位于两第一合束器之间的第二合束器，每一所述第一合束器的一所述第二输入端与一所述第一接收波导的出射端连接，另一所述第二输入端与所述偏振分束模块的一个所述第二输出端连接，每一所述第一合束器对应相邻的第一接收波导与第二接收波导，每一所述第二合束器分别与相邻的两所述第二接收波导连接，所述第二合束器的每一第二输入端与一所述第二接收波导的第一输出端连接，同一所述第二合束器所连接的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
本申请还提出一种激光雷达，包括壳体以及如前述任一实施例中的光芯片。
本申请还提出一种可移动设备，包括可移动的主体部以及如前述实施例中的激光雷达，所述激光雷达搭载于所述主体部。
本发明的技术方案，在光芯片的接收波导组件中，使得每一接收波导的出射端均连接一偏振分束模块，偏振分束模块可以将接收波导出射的回波光分离为两路光信号，并沿不同的传播路径传递；以三路接收波导和三个偏振分束模块为例，使得位于中间的偏振分束模块的两第一输出端分别连接两个合束器的第二输入端，每一合束器的另一第二输入端连接一侧的偏振分束模块的其中一第一输出段，即是通过两个合束器连接三个接收波导，使得任意相邻的两个接收波导均通过偏振分束模块和一分束器连接，从而可以将两个接收波导相同偏振分量的光信号通过合束器合波后出射。
如此设置，既可以减少光芯片中接收波导组件的输出端，减少了接收波导组件下游的光电探测模块和信号处理器件的数量，降低了信号处理难度，简化了光芯片中接收波导组件下游的结构；另外，使得相邻两个接收波导接收的回波光中相同偏振方向的光信号合波叠加，可以增强每一合束器输出的光信号，提高探测结果的可靠性；并且，由于任意相邻的两个接收波导之间均有合束器相连，从而当回波光斑聚焦在接收波导之间区域时，也可以具有较高的回波光接收效率，避免出现波导阵列出现接收效率凹陷的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请可移动设备一实施例的结构图；
图2为本申请可移动设备另一实施例的结构示意框图；
图3为本申请光芯片第一实施例的结构示意图；
图4A为本申请光芯片第二实施例的结构示意图；
图4B为本申请光芯片第三实施例的结构示意图；
图5为本申请光芯片第四实施例的结构示意图；
图6为本申请光芯片第五实施例的结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本申请实施例提供的光芯片100可以用于激光雷达，例如调频连续波（FrequencyModulated Continuous Wave，FMCW）激光雷达，激光雷达200可以向目标发射探测光，继而再接收探测光经由目标物体反射形成的回波光，将接收到的回波光与本振光进行比较，对数据进行适当处理，即可获得目标的距离、速度、方位、姿态甚至是形状等信息。基于此，在汽车、机器人、物流车、巡检车等可移动设备1中，可以采用激光雷达实现导航规避、障碍物识别、测距、测速以及自动驾驶等；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。
当然，根据使用需求不同，光芯片100和激光雷达也可以应用于其他领域，例如于机加工领域中可用于工件表面粗糙度检测、应变检测、位移检测、振动检测、速度检测、距离检测、加速度检测以及物体的形状检测等。
一般地，激光雷达200包括光源模块、光芯片100以及扫描模块。在激光雷达200工作的过程中，光源模块生成的光信号进入光芯片100，该光信号的部分，即探测光，自光芯片100出射，然后经由扫描模块扫描后打在目标物体上，探测光经由目标物体反射形成回波光，回波光返回到扫描模块，并经扫描模块反射后落在光芯片100上。光芯片100可以集成有光电探测模块，以通过该光电探测模块接收本振光与回波光，以相干拍频并获得相应的电信号。从扫描模块出射探测光到扫描模块接收回波光期间，扫描模块在不断地转动，因此回波光的光斑落在光芯片100上的位置会偏离光束发射时的位置；为方便说明，本申请文件将这种效应称为走离效应，走离效应会随着探测物体的距离增加而变得严重。相关技术中，采用多根倒锥型接收波导11构成的接收波导阵列结构以拓展回波光接收范围，避免存在无法接收回波光或缓解回波光接收效率较低的问题。由于每一接收波导11连接一个光电探测模块，接收波导阵列结构的设置虽然缓解了上述走离效应，但同时也使得光芯片100中接收波导11的数量较多，相应地，光电探测模块的数量和电信号处理器件的数量也随之增多，激光雷达200中电信号处理器件的器件成本增高且系统较为复杂。
基于上述问题，本发明提出一种光芯片100，既可以提高对回波光的利用效率，也可以降低信号处理难度和减少下游器件数量。
如下将结合具体实施例对光芯片100的结构进行说明。
请参照图3和图4A，在本申请光芯片100的一些实施例中，光芯片100包括包层30以及设于包层30的接收波导组件10。接收波导组件10包括至少三个接收波导11、至少三个偏振分束模块13以及至少两合束器15，接收波导11具有沿延伸方向相对的接收端111与出射端113，接收波导11用于经由接收端111接收回波光，经由出射端113输出回波光，各接收波导11沿第一方向y间隔设置，第一方向y为平行于接收端111的端面，且垂直于光芯片100的厚度方向的方向。
偏振分束模块13具有第一输入端131和两第一输出端133，第一输入端131连接于一接收波导11的出射端113，偏振分束模块13用于对接收波导11传输的回波光偏振分光，以使回波光的部分从一第一输出端133输出，回波光中的剩余部分从另一第一输出端133输出，每一偏振分束模块13对应连接一接收波导11。
合束器15具有两第二输入端151与一第二输出端153，同一合束器15分别连接相邻的两偏振分束模块13，每一第二输入端151与一偏振分束模块13的第一输出端133连接，同一合束器15所连接的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向相同，相邻的两合束器15连接相邻的三个偏振分束模块13。
其中，光芯片100还包括衬底层（图中未示出）。衬底层是用于铺设包层30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，衬底层亦可以其他合适材料制成，如氮化硅等。包层30则沉积或生长于衬底层之上，其构成光芯片100的主体结构之一，亦是接收波导组件10所依附的结构；包层30的材料一般与衬底层不同，其可以由二氧化硅和/或氮氧化硅等材料制成。接收波导组件10用于接收由目标物体反射探测光形成的回波光，并向光电探测模块（图中未示出）传输。接收波导组件10嵌设于包层30中，该接收波导组件10的折射率大于包层30的折射率；由此，接收波导组件10与包层30共同构成供光稳定传输的结构，即是光可以沿着接收波导组件10传输，而不容易经由包层30溢出至光芯片100之外。例如，当包层30由二氧化硅制成时，接收波导组件10可以由折射率更大的硅制成，当然也可以由其他折射率大于包层30的材料，如氮化硅制成。值得一提的是，衬底层在光芯片100的制造过程中主要起到对包层30起承托的作用，而在某些情况下，衬底层是可以省略的。
对于接收波导组件10，其包括嵌设在包层30的接收波导11、偏振分束模块13以及合束器15。为便于说明，定义光芯片100具有厚度方向（垂直于图3纸面的方向）和第一方向y，第一方向y垂直于光芯片100的厚度方向。接收波导组件10中设置有沿第一方向y并排设置的至少三个接收波导11，各个接收波导11均包括间隔且背对设置的两端；其中一端为接收端111，该接收端111用于接收从探测目标反射的回波光，且接收端111的端面平行于第一方向y；接收波导11的另一端为出射端113，该出射端113用于将接收的回波光出射至接收波导11的下游器件；例如，该出射端113可以直接与相应的偏振分束模块13连接，也可以通过另一沿第一方向y延伸的连接波导与相应的偏振分束模块13间接连接。另外，本实施例中，在每一接收波导11的出射端113连接一偏振分束模块13，接收波导11连接于对应的偏振分束模块13的第一输入端131上，以将每一接收波导11出射的回波光通过各偏振分束模块13分束形成两束光信号，并将两束光信号分别从偏振分束模块13的两个第一输出端133向下游出射。而在偏振分束模块13的下游设置合束器15，合束器15为任意的能够将两个以上的光信号进行合束后再输出的器件。例如，合束器15可以为多模干涉（multi-modeinterference，MMI）耦合器、Y形耦合器、星状耦合器等。合束器15的设置位置非常灵活，例如，沿上述第一方向y，任意相邻的两偏振分束模块13之间可以设置一合束器15。合束器15具有两第二输入端151和一第二输出端153，使得相邻的两个偏振分束模块13各有一第一输出端133连接至同一合束器15的两第二输入端151上，而该相邻的两偏振分束模块13的另一第一输出端133，则可以与各偏振分束模块13另一侧相邻的其他偏振分束模块13的一第一输出端133连接于另一分束器；或者，当偏振分束模块13位于边缘，该偏振分束模块13仅有唯一的另一偏转分束模块与其相邻时，可以将该偏振分束模块13的另一第一输出端133出射的光信号作为杂散光忽略不用或设置吸光元件19吸收该部分光信号，无需单独设置光电探测模块和信号处理器件对该部分光进行处理，减少下游的处理模块和器件。如此设置，便使得接收波导组件10中，任意相邻的两个接收波导11传输的光信号的相同偏振方向的分量可以通过同一合束器15合波后向下游出射，从而可以减少接收波导组件10的输出端，也减少了下游的光电探测模块和电信号处理器件的数量，简化了下游处理系统的结构。
当探测光照射到探测目标物体上时会发生漫反射，被透镜收集到并进入光芯片100的回波光不再是单一偏振，而是会包含两种偏振分量，即横电模（TE）分量与横磁模（TM）分量，于附图中分别以A偏振和B偏振表示，TE分量与TM分量的偏振方向垂直。相关技术中，一根接收波导11连接一个光电探测模块；由于本振光的偏振方向是单一的，因此，上述横电模（TE）分量与横磁模（TM）分量中仅与本振光偏振方向相同的一个能与本振光发生拍频，另一个则不能与本振光发生拍频。本申请实施例中，偏振分束模块13在进行偏振分光时可以将回波光中不同偏振分量的光信号分开，此时，需要使得每一合束器15的两第二输入端151所连接的两个偏振分束模块13的第一输入端131应输出相同偏振方向的回波光，使得相邻的两个接收波导11所出射的同一偏振方向的光信号在合束器15处叠加，合束器15输出的是单一偏振方向的光信号，其全部能用于与本振光拍频的回波光的能量更高，有利于提升探测结果的可靠性。这里需要补充一提的是，若合束器15输出的光信号与本振光偏振方向相同，则可以不对合束器15输出的光信号与本振光作处理，两者可以在光电探测模块直接拍频；若合束器15输出的光信号与本振光偏振方向不同，则可以对合束器15输出的光信号与本振光中的一个进行作偏振旋转处理，以使两者的偏振方向相同，进而可以在光电探测模块进行拍频，或者直接注入与合束器15输出的光信号偏振方向相同的本振光，以实现拍频。
需要说明的是，每一偏振分束模块13将回波光不同偏振分量的光信号分开后，从两个第一输出端133输出的光信号的偏振方向可以相同也可以不同。例如，当偏振分束模块13采用偏振分束器135时，分束后的两个偏振分量的光信号分别维持原本的偏转方向从两个第一输出端133输出，两个第一输出端133输出的光信号的偏振方向不同。又例如，当偏振分束模块13采用偏振分束旋转器137时，分束后两个光信号的其中之一的偏振方向维持不变，而另一个的偏振方向则产生改变，两个第一输出端133出射的光信号的偏振方向相同。另外，接收波导组件10中，连接不同接收波导11的偏振分束模块13可以采用同一类型，如各偏振分束模块13均采用偏振分束器135，或均采用偏振分束旋转器137；连接不同接收波导11的偏振分束模块13也可以采用不同类型，如部分偏振分束模块13采用偏振分束器135，部分采用偏振分束旋转器137；本申请在此不作限定。
因此，本申请的技术方案，在光芯片100的接收波导组件10中，每一接收波导11的出射端113均连接一偏振分束模块13，偏振分束模块13可以将接收波导11出射的回波光分离为两路光信号，并沿不同的传播路径传递。以接收波导组件10包括三路接收波导11和三个偏振分束模块13为例，位于中间的偏振分束模块13的两第一输出端133分别连接两个合束器15的第二输入端151，每一合束器15的另一第二输入端151连接一侧的偏振分束模块13的其中一第一输出端133；即是，可以通过两个合束器15连接三个接收波导11，使得任意相邻的两个接收波导11均通过偏振分束模块13和一分束器连接，从而可以将两个接收波导11相同偏振方向的分量的光信号通过合束器15合束后出射。以此类推，当接收波导11的数量超过三个时，可以对应地调整偏振分束模块13和合束器15的数量，以满足上述结构即可。
如此设置，既可以通过合束器15的配置减少光芯片100中接收波导组件10整体的输出端的数量，进而减少了接收波导组件10下游的光电探测模块和电信号处理器件的数量，简化了光芯片100中接收波导组件10下游的结构。另外，基于相关技术中一个接收波导11接一个光电探测模块的方案而言，当回波光的光斑同时落在相邻的两接收波导11上时，每一根接收波导11仅能传输回波光的部分能量至光电探测模块，且每根接收波导11中的能量也仅有一个偏振方向的分量能参与拍频；与之相比，本申请实施例提供的光芯片100，当回波光的光斑同时落在合束器15所连接的相邻两接收波导11上时，相邻两个接收波导11接收的光信号各自偏振分光之后在合束器15处进行合束，使得合束器15不仅输出单一偏振方向的光信号，而且是耦合了两接收波导11中的光信号的分量，其能量将更高，可以提高探测结果的可靠性。并且，回波光中两种偏振方向的分量均可被利用，提高了对回波光的利用效率。
请参照图3，在本申请的一些实施例中，偏振分束模块13为偏振分束器135，同一偏振分束模块13的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向不同。合束器15所连接的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向相同。
本实施例中，偏振分束模块13为偏振分束器135。此时，当偏振分束器135接收从接收波导11出射的回波光后，会将回波光中的TE分量与TM分量分光，继而分光后的两个分量分别维持原本的偏转方向从两个第一输出端133输出，使得两个第一输出端133输出的光信号偏振方向不同。相应地，需要将相邻两个偏振分束器135输出相同偏振方向光信号的第一输出端133连接于同一合束器15，使得两个偏振分束器135输出的其中一组相同偏振方向的光信号通过合束器15合束叠加，充分利用光信号，提高探测结果的可靠性。而对于每一偏振分束器135的另一第一输出端133输出的另一偏振分量的光信号，若该偏振分束器135并非位于边缘，即该偏振分束器135的另一侧还设有另一偏振分束器135，则该偏振分束器135的另一第一输出端133输出的另一偏振分量的光信号可以与该另一偏振分束器135输出的相同偏振分量的光信号合束，从而使得两种偏振分量的光信号均可以被充分利用；若该偏振分束器135位于边缘，也可以通过吸光元件19将另一个偏振分量吸收。
另外，需要说明的是，由于偏振分束器135具有两个第一输出端133，若相邻两个偏振分束器135中输出相同偏振方向光信号的第一输出端133不相邻时，可以使其中至少一第一输出端133与合束器15连接的连接波导于光芯片100的厚度方向跨越两第一输出端133之间的其他结构，通过分层沉积材料的方式成型。优选的如下述实施例中，使得相邻的两个偏振分束器135中需要连接至同一分束器的第一输出端133沿第一方向y相邻设置，以便于结构成型，在此不做赘述。
请参照图3，在本申请的一些实施例中，任意相邻的两偏振分束模块13之间，沿第一方向y位于内侧的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向相同。
具体地，各个偏振分束模块13所接收的回波光中均包括TE分量与TM分量，以两个偏振分束模块13中输出相同偏振分量的第一输出端133为一组第一输出端133，而相邻的两个偏振分束模块13中仅使得其中一组第一输出端133连接于同一合束器15。本实施例中，可以使得相邻的两个偏振分束模块13的其中一组输出相同偏振分量的第一输出端133相邻设置，并使得该组第一输出端133连接于同一合束器15，如此设置，光芯片100中各个用于传输光信号的传输波导和模块不会存在交叉，可以使得各个连接波导和模块成型于同一层级，便于光芯片100的各个结构成型，降低光芯片100的结构复杂程度，便于光芯片100的制作。
请参照图3，在本申请的一些实施例中，接收波导组件10还包括偏振旋转器17，任意相邻的两合束器15中的一个的输出端连接有偏振旋转器17。
当采用偏振分束器135作为偏振分束模块13时，部分偏振分束器135的两个第一输出端133分别连接于两个合束器15，以分别与另一偏振分束器135出射的光信号合束；而由于同一偏振分束器135的两个输出端出射的光信号偏振方向不同，其所连接的两个合束器15出射的合波光的偏振方向也不同，且由于该两个合束器15连接于同一偏振分束器135，因此两个合束器15沿第一方向y彼此相邻设置。本实施例中，使得连接于同一偏振分束器135的两个相邻的合束器15中，其中之一的第二输出端153连接一偏振旋转器17，以使得该两个相邻的合束器15所在光路均将向相应的光电探测模块输出相同偏振方向的光信号。如此设置，有利于使各合束器15所在光路对应的本振光的偏振方向相同，即不必对各条本振光路另作处理，保证了本振光路可以维持较高的一致性，且不必基于相关技术的技术上另作改动。
请参照图4A，在本申请的另一些实施例中，偏振分束模块13为偏振分束旋转器137，同一偏振分束模块13的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向相同。
本实施例中，偏振分束模块13为偏振分束旋转器137，此时，当偏振分束旋转器137接收从接收波导11出射的回波光后，会将回波光中不同偏振方向的两个分量分光，继而使得其中一个分量维持原本的偏振方向从其中一第一输出端133输出；而另一分量则在偏振旋转成与前述分量偏振方向相同后从另一第一输出端133输出。也即，当采用偏振分束旋转器137时，两个第一输出端133输出的光信号偏振方向相同。若各个偏振分束模块13均为偏振分束旋转器137，理论上同一分束器可以分别与一偏振分束模块13的一第一输出端133以及另一偏振分束模块13的任一第一输出端133连接；当然，较优地，同一合束器15所连接的两第一输出端133同为未进行偏振旋转的第一输出端133，或同为进行偏振旋转的第一输出端133，这样有利于保证同一合束器15所接收的两光信号的相位相同。
需要说明的是，当各个偏振分束模块13均为偏振分束旋转器137时，任意一个合束器15的输出端均不必再另外设置偏振旋转器17，即能保证各个合束器15出射的合波光的偏振方向一致。
请参照图3和图4A，在本申请的一些实施例中，接收波导组件10包括四个接收波导11、四个偏振分束模块13以及三个合束器15。
本实施例中，接收波导组件10中包括四个接收波导11，各个接收波导11的出射端113均连接一偏振分束模块13。定义四个接收波导11中沿第一方向y位于两侧边缘的两个接收波导11为第一接收波导115，位于中间的两个接收波导11为第二接收波导117。此时，连接于相邻的第一接收波导115和第二接收波导117的两个偏振分束模块13各有一第一输出端133连接于同一合束器15，连接于两个第二接收波导117的两个偏振分束模块13各有一第一输出端133连接于同一合束器15，从而使得四个接收波导11通过三个合束器15相连。以相邻的第一接收波导115、第二接收波导117以及对应的合束器15为一组合束结构，此时，在两组合束结构之间的两个第二接收波导117同样被一合束器15连接，可以将两个第二接收波导117所出射的同一偏振光信号合束输出，以避免当回波光斑聚焦于两个第二接收波导117之间区域时该区域的接收效率较低，从而实现在走离效应下对回波光的高效率接收。
另外，各个接收波导11所连接的偏振分束模块13可以相同也可以不同，例如均采用偏振分束器135，也可以均采用偏振分束旋转器137，或者部分采用偏振分束器135，部分采用偏振分束旋转器137，仅需确保连接于同一合束器15的第一输出端133输出的光信号偏振方向相同即可。
在本申请的一些实施例中，上述至少三个偏振分束模块13包括偏振分束器135与偏振分束旋转器137；相邻的两偏振分束模块13中的一个为偏振分束器135，另一个为偏振分束旋转器137。
本实施例中，使得接收波导组件10中同时采用偏振分束器135和偏振分束旋转器137连接在相邻的两个接收波导11的输出端。以三个接收波导11为例，可以使位于中间的接收波导11连接偏振分束器135，两侧的接收波导11连接偏振分束旋转器137；此时，每一偏振分束旋转器137各自输出偏振方向相同的两光信号，但两偏振分束旋转器137之间，二者输出的光信号的偏振方向则不同，从而可以分别与偏振分束器135的两个第一输出端133进行合束。当然，可以使中间的接收波导11连接偏振分束旋转器137，两侧的接收波导11连接偏振分束器135；此时，两个偏振分束器135临近偏振分束旋转器137的第一输出端133输出相同偏振方向的光信号。
当接收波导组件10中设置有三个以上的接收波导11时，仅需使偏振分束器135和偏振分束旋转器137沿第一方向y交错设置即可。
例如，在本申请的一些实施例中，接收波导组件10包括至少四个接收波导11、至少四个偏振分束模块13以及至少三个合束器15；各偏振分束模块13中，同一偏振分束器135相邻的两偏振分束旋转器137所输出的光信号的偏振方向不同。
本实施例中，接收波导组件10包括至少四个接收波导11，此时，偏振分束器135和偏振分束旋转器137沿第一方向y交错设置。由于偏振分束器135的两个输出端输出的光信号偏振方向不同，且需要分别与相邻的偏振分束旋转器137的一输出端连接于同一合束器15；此时，便需要使得位于同一偏振分束器135两侧的偏振分束旋转器137出射的光信号的偏振方向不同，该偏振分束器135的每一输出端与该输出端相邻的偏振分束旋转器137出射的光信号的偏振方向相同，以便于将偏振分束器135每一输出端与该输出端相邻的偏振分束旋转器137连接于同一分束器。
请参照图3和图4A，在本申请的一些实施例中，接收波导组件10还包括吸光元件19。吸光元件19与未连接有合束器15的第一输出端133连接，吸光元件19用于吸收该第一输出端133输出的光信号。
本实施例中，对于未与合束器15连接的单个第一输出端133，在该第一输出端133设置有吸光元件19，以避免该第一输出端133出射的杂散光向接收波导组件10的下游传递而产生干扰影响探测结果。其中，吸光元件19可以是在包层30上开设凹槽并填充于该凹槽中的吸光材料，例如吸光聚合物等；也可以是设置在第一输出端133的出射方向上，诸如光栅能够将光垂直光芯片衍射的元件；还可以采用掺杂杂质离子的波导结构；只要吸光元件19能够阻挡该第一输出端133出射的杂散光向下游出射即可。
例如，在本申请的一些实施例中，吸光元件19为离子掺杂的波导。具体地，吸光元件19为与第一输出端133连接的波导，且该波导为离子掺杂波导，即是在波导中注入离子，如注入P离子等N型离子或B离子等P型离子，以提高波导的消光系数，从而起到吸光作用。通常，波导中掺杂浓度越高，吸光效果更好，重离子掺杂即是指掺杂元素掺入量较大，有利于提高吸光效果。
请参照图5，本申请还提出另一实施方式的光芯片100，该光芯片100包括包层30以及设于包层30的接收波导组件10，接收波导组件10包括至少三个接收波导11、至少一个偏振分束模块13以及至少两第一合束器155。
接收波导11具有沿延伸方向相对的接收端111与出射端113，接收波导11用于经由接收端111接收回波光，经由出射端113输出回波光，各接收波导11沿第一方向y间隔设置，至少三个接收波导11包括两第一接收波导115以及位于两第一接收波导115之间的第二接收波导117，第一接收波导115与第二接收波导117相邻，第一方向y为平行于接收端111的端面，且垂直于光芯片100的厚度方向。
偏振分束模块13具有第一输入端131和两第一输出端133，第一输入端131连接于一第二接收波导117的出射端113，偏振分束模块13用于对第二接收波导117传输的回波光偏振分光，以使回波光的部分从一第一输出端133输出，回波光中的剩余部分从另一第一输出端133输出，每一偏振分束模块13对应连接一接收波导11。
合束器15具有两第二输入端151与一第二输出端153，每一合束器15的一第二输入端151与一第一接收波导115的出射端113连接，另一第二输入端151与偏振分束模块13的一个第一输出端133连接，两合束器15对应的第一接收波导115不同。
其中包层30的结构参照前述实施例，在此不做赘述，本实施例主要就接收波导组件10的结构进行说明。
本实施例的接收波导组件10，同样包括嵌设在包层30的接收波导11、偏振分束模块13以及合束器15。为便于说明，定义光芯片100具有厚度方向和第一方向y，第一方向y垂直于光芯片100的厚度方向。接收波导组件10包括沿第一方向y并排设置的至少三个接收波导11，各个接收波导11均包括间隔且背对设置的两端；其中一端为接收端111，该接收端111用于接收从探测目标反射的回波光，且接收端111的端面平行于第一方向y；接收波导11的另一端为出射端113，该出射端113用于将接收的回波光出射至接收波导11的下游器件；例如，该出射端113可以直接与相应的偏振分束模块13连接，也可以通过另一沿第一方向y延伸的连接波导与相应的偏振分束模块13间接连接。
另外，本实施例中，以沿第一方向y相邻的三个接收波导11为一组接收波导阵列，接收波导组件10包括至少一组接收波导阵列，每一组接收波导阵列中，位于两侧两个接收波导11均为第一接收波导115，位于两个第一接收波导115中间的接收波导11为第二接收波导117，即一组接收波导阵列的两第一接收波导115均与该接收波导阵列的第二接收波导117相邻，在第二接收波导117的出射端113连接一偏振分束模块13，第二接收波导117的出射端113连接于对应的偏振分束模块13的第一输入端131上，以将第二接收波导117出射的回波光通过对应的偏振分束模块13分束形成两束光信号，并将两束光信号分别从偏振分束模块13的两个第一输出端133向下游出射。在偏振分束模块13的下游设置两合束器15，合束器15为任意的能够将两个以上的光信号进行合束后再输出的器件。例如，合束器15可以为多模干涉（multi-mode interference，MMI）耦合器、Y形耦合器、星状耦合器等。如上文，每一合束器15可以沿第一方向y设于相邻的第一接收波导115和第二接收波导117的延长线之间，每一合束器15均具有两第二输入端151和一第二输出端153。使得偏振分束模块13的两个第一输出端133分别连接至两合束器15的一第二输入端151上，而每一合束器15的另一第二输入端151则分别连接一个第一接收波导115的出射端113。如此设置，便使得一组接收波导阵列，每一第一接收波导115可以分别与第二接收波导117通过一合束器15合波后向下游出射，从而可以减少接收波导组件10的输出端，也减少了下游的光电探测模块和电信号处理器件的数量，简化了下游处理系统的结构。
如上文，当探测光照射到探测目标物体上时会发生漫反射，被透镜收集到并进入光芯片100的回波光不再是单一偏振，而是会包含两种偏振分量，即横电模（TE）分量与横磁模（TM）分量，TE分量与TM分量的偏振方向垂直。偏振分束模块13可以将第二接收波导117传输的回波光中两个偏振方向的分量分光形成两束光信号，并将两束光信号分别从两个第一输出端133输出。每一合束器15将每一第一输出端133出射的光信号与该第一输出端133相邻的第一接收波导115所出射的光信号合束后向下游出射；虽然第一接收波导115没有进行偏振分光，但第一接收波导115输出的光信号也包括与对应的第一输出端133所输出的光信号偏振方向相同的分量。因此，合束后的合波信号中，便可以利用这部分能量进行拍频，此时合束器15输出的光信号能用于与本振光拍频的回波光的能量更高，有利于提升探测结果的可靠性。需要说明的是，这种方案中，应当保证经由第一接收波导115与经由第二接收波导117传输至合束器15的相位一致或相差极小，以降低合束损耗；可以通过对其中任意一条光路配置移相器或延长波导长度的方式，使两者满足上述条件。
另外，当偏振分束模块13采用偏振分束器135时，分束后的两个偏振分量的光信号分别维持原本的偏转方向从两个第一输出端133输出，两个第一输出端133输出的光信号的偏振方向不同；此时，两个第一输出端133分别连接的两个第一合束器155输出的光信号的偏振方向不同。若偏振分束模块13采用偏振分束旋转器137，分束后两个光信号的其中之一的偏振方向产生改变，两个第一输出端133出射的光信号的偏振方向相同；两个第一输出端133分别连接的两个第一合束器155输出的光信号的偏振方向也相同。
其中，若第一合束器155输出的光信号与本振光偏振方向不同，便需要在该第一合束器155之后连接偏振旋转器17，以对该第一合束器155输出的光信号进行作偏振旋转处理，或者直接注入与第一合束器155输出的光信号偏振方向相同的本振光，以使该第一合束器155输出的光信号与本振光的偏振方向相同，进而可以在光电探测模块进行拍频。
值得一提的是，在本申请其他的一些实施例中，接收波导组件10也可以不设置偏振分束模块13，而是每两个接收波导11b与一合束器15b共同构成一个接收模块。例如，请参阅图4B，接收波导组件10包括四根接收波导11b与两个合束器15b，上方的两接收波导11b的出射端连接于同一合束器15b，下方的两接收波导11b的出射端连接于同一合束器15b。该种实施方式中，当回波光的光斑落在图示S1区域和S3区域时，回波光的能量能够全部流向相应的合束器15b，并经由相应的合束器15b向下游传播；但是，当回波光的光斑落在图示S2区域时，回波光的部分能量将流向上方的合束器15b，并经由该合束器15b向下游传播，回波光的部分能量将流向下方的合束器15b，并经由该合束器15b向下游传播，因此每条光路的能量均会大致减半，具体减少的程度与回波光的光斑相对于S2区域的两接收波导的中心的偏移情况有关，并且每条光路中的能量也仅是与本振光偏振方向相同的分量能与本振光进行拍频，即是说每条光路能用于拍频的能量都较低。与之相比，对于图3与图4A所示的接收波导组件10而言，当回波光的光斑落在图示S2区域时，回波光的TE分量与TM分量中的一个将全部经由图中中间的合束器合束，并向下游传播，该部分能量的偏振方向单一，且能量较高。
请参照图5，在本申请的一些实施例中，接收波导组件10中包括三个以上的接收波导11时，其中相邻的三个接收波导11组成一组接收波导阵列，使该接收波导阵列的三个接收波导11通过偏振分束模块13和两合束器15相互连接，便可以减少光芯片100中接收波导组件10整体的输出端的数量，减少接收波导组件10下游的光电探测模块和电信号处理器件的数量，简化光芯片100中接收波导组件10下游的结构。此时，可以使其他各个接收波导11分别连接一个光电探测模块；或者使其中相邻的两个接收波导11通过合束器15连接于一个光电探测模组；还可以是使得其他相邻的三个接收波导11同样通过偏振分束模块13和两合束器15相互连接。本申请在此不做限定。
当回波光的光斑聚焦在一组接收波导阵列的三个接收波导11之间时，回波光可以被相邻两个接收波导11接收的光信号各自偏振分光之后在合束器15处进行合束，对回波光的接收效率更高，使得合束器15不仅输出单一偏振方向的光信号，而且是耦合了两接收波导11中的光信号的分量，其传输至光电探测模块的能量将更高，可以提高探测结果的可靠性。
请参照图6，本申请还提出又一种实施方式的光芯片100，该光芯片100包括包层30以及设于包层30的接收波导组件10，接收波导组件10包括至少四个接收波导11、至少两个偏振分束模块13以及至少三个合束器15，接收波导11具有沿延伸方向相对的接收端111与出射端113，接收波导11用于经由接收端111接收回波光，经由出射端113输出回波光，各接收波导11沿第一方向y间隔设置，至少四个接收波导11包括两第一接收波导115以及位于两第一接收波导115之间的至少两个第二接收波导117，第一接收波导115为沿第一方向y位于最外侧的接收波导11，第一方向y为平行于接收端111的端面，且垂直于光芯片100的厚度方向。
偏振分束模块13具有第一输入端131和两第一输出端133，第一输入端131连接于一第二接收波导117的出射端113，偏振分束模块13用于对第二接收波导117传输的回波光偏振分光，以使回波光的部分从一第一输出端133输出，回波光中的剩余部分从另一第一输出端133输出，每一偏振分束模块13对应连接一接收波导11。
合束器15具有两第二输入端151与一第二输出端153，至少三个第一合束器155包括两第一合束器155以及位于两第一合束器155之间的至少一第二合束器157，每一第一合束器155的一第二输入端151与一第一接收波导115的出射端113连接，另一第二输入端151与偏振分束模块13的一个第一输出端133连接，每一第一合束器155对应相邻的第一接收波导115与第二接收波导117，每一第二合束器157分别与相邻的两第二接收波导117连接，第二合束器157的每一第二输入端151与一第二接收波导117的第一输出端133连接，同一第二合束器157所连接的两第一输出端133所输出的光信号的偏振方向相同。
同样的，包层30的结构参照前述实施例，在此不做赘述，本实施例主要就接收波导组件10的结构进行说明。
本实施例的接收波导组件10，同样包括嵌设在包层30的接收波导11、偏振分束模块13以及合束器15。为便于说明，定义光芯片100具有厚度方向和第一方向y，第一方向y垂直于光芯片100的厚度方向。接收波导组件10包括沿第一方向y并排设置的至少四个接收波导11，各个接收波导11均包括间隔且背对设置的两端；其中一端为接收端111，该接收端111用于接收从探测目标反射的回波光，且接收端111的端面平行于第一方向y；接收波导11的另一端为出射端113，该出射端113用于将接收的回波光出射至接收波导11的下游器件；例如，该出射端113可以直接与相应的偏振分束模块13连接，也可以通过另一沿第一方向y延伸的连接波导与相应的偏振分束模块13间接连接。定义接收波导组件10中沿第一方向y排布的各个接收波导11中，在第一方向y上位于最外侧的两个接收波导11为第一接收波导115，位于中间的各个接收波导11均为第二接收波导117。本实施例中，至少在各个第二接收波导117的出射端113连接偏振分束模块13，各第二接收波导117的出射端113分别连接于对应的偏振分束模块13的第一输入端131上，以将各个第二接收波导117出射的回波光通过各偏振分束模块13分束形成两束光信号，并将两束光信号分别从偏振分束模块13的两个第一输出端133向下游出射。在偏振分束模块13的下游设置合束器15，合束器15为任意的能够将两个以上的光信号进行合束后再输出的器件。例如，合束器15可以为多模干涉（multi-modeinterference，MMI）耦合器、Y形耦合器、星状耦合器等。各个合束器15沿第一方向y排布，且合束器15的设置位置非常灵活，例如，沿上述第一方向y，任意相邻的两偏振分束模块13之间可以设置一合束器15，也可以是在第一接收波导115和与该第一结构波导相邻的偏振分束模块13之间可以设置一合束器15。为了便于区分，定义沿第一方向y位于最外侧的两个合束器15均为第一合束器155，位于两个第一合束器155之间的各个合束器15均为第二合束器157。每一合束器15具有两第二输入端151和一第二输出端153，其中，第一合束器155的两个第二输入端151分别连接第一接收波导115的出射端113和与第一接收波导115相邻的偏振分束模块13的其中一第一输入端131，而每一第二合束器157的两个第二输入端151分别连接相邻两个偏振分束模块13的一第一输出端133。如此设置，也使得接收波导组件10中，任意相邻的两个接收波导11输出的相同偏振方向的分量可以通过同一合束器15合波后向下游出射，从而可以减少接收波导组件10的输出端，从而减少了下游的光电探测模块和信号处理器件的数量，简化了下游处理系统的结构设置。
同时，每一合束器15将相邻的两个接收波导11所出射的同一偏振方向的光信号叠加，此时各个合束器15输出的光信号能用于与本振光拍频的回波光的能量更高，有利于提升探测结果的可靠性。
虽然第一接收波导115没有进行偏振分光，但第一接收波导115输出的光信号也包括与偏振分束模块13对应的第一输出端133所输出的光信号偏振方向相同的分量。合束后的合波信号中，便可以利用这部分能量进行拍频，同样可以提高第一合束器155输出的光信号能用于与本振光拍频的回波光的能量，从而提升探测结果的可靠性。需要说明的是，这种方案中，应当保证经由第一接收波导115与相邻的经由第二接收波导117传输至合束器15的相位一致或相差极小，以降低合束损耗；可以通过对其中任意一条光路配置移相器或延长波导长度的方式，使两者满足上述条件。
而相较于图5所示实施例，回波光的光斑落在任意相邻两接收波导11上时，相邻两个接收波导11接收的光信号都会在合束器15处进行合束，使得回波光出射在任意位置时，接收波导组件10对回波光的接收和利用效率均有效提升；同时也使得合束器15均是耦合了两接收波导11中的光信号的分量后再传输至光电探测模块，传输至光电探测模块的能量更高，可以提高探测结果的可靠性。
需要说明的是，接收波导组件10中连接不同接收波导11的偏振分束模块13可以采用同一类型，如各偏振分束模块13均采用偏振分束器135，或均采用偏振分束旋转器137；连接不同接收波导11的偏振分束模块13也可以采用不同类型，如部分偏振分束模块13采用偏振分束器135，部分采用偏振分束旋转器137；本申请在此不作限定。当偏振分束模块13采用偏振分束器135时，分束后的两个偏振分量的光信号分别维持原本的偏转方向从两个第一输出端133输出；若采用偏振分束旋转器137，便会使得分束后两个光不同偏振光信号的其中之一的偏振方向产生改变，以使两个第一输出端133出射的光信号的偏振方向相同。另外，接收波导组件10中，连接不同接收波导11的偏振分束模块13可以采用同一类型，也可以采用不同类型，在此不做限定。
值得一提的是，虽然图3至图6以及对应的实施例中均是以A偏振代表TE分量，B偏振表示TM分量为例进行说明，其旨在辅助说明两种不同偏振方向的分量的信号流向，在本申请的其他实施例中，A偏振亦可以代表TE分量，相应地，B偏振表示TM分量。
本申请实施例还提供一种激光雷达200，例如调频连续波（Frequency ModulatedContinuous Wave，FMCW）激光雷达200，可广泛应用于智能网联汽车、车路协同、智能机器人等场景；激光雷达200包括壳体，并应用了上述任一实施例中提及的光芯片100，光芯片100收容于壳体中。此外，激光雷达200还包括收容于壳体的光源模块，该光源模块可以生成初始激光；激光雷达200可将初始激光的部分，即探测光向目标发射，以探测目标物体。其中，发射光束可以通过光芯片100传输并出射，此时光芯片100上需要布置相应的发射波导；当然，也可以由光源模块直接出射，此时光芯片100可以仅作收光用途。至于光电探测的过程，可以是在光芯片100上集成光电探测模块，以实现本振光与回波光的相干拍频，也可以是在光芯片100之外另外设置光电探测模块以完成该功能，本申请在此不作具体限定。
由于本申请提出的激光雷达200应用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有技术方案带来的全部有益效果，在此不一一赘述。
请参照图2，本申请实施例还提供一种自动驾驶系统2，自动驾驶系统2中采用了上述激光雷达200，自动驾驶系统2可以应用在汽车、机器人、物流车、巡检车、飞机等自动驾驶设备中，自动驾驶设备包括自动驾驶主体以及如上的激光雷达200，激光雷达200设于自动驾驶主体。由于本申请提出的自动驾驶系统2应用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有技术方案带来的全部有益效果，在此不一一赘述。
请参照图1和图2，本申请实施例还提供一种可移动设备1，该可移动设备1包括可移动的主体部300以及上述实施例中的激光雷达200，该激光雷达200搭载于主体部300。本实施例中，可移动设备1为车，主体部300为车的车身，激光雷达200安装于车身；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，可移动设备1还可以是机器人、物流车、巡检车等其他任意可以搭载激光雷达200的装置，以便于获取周围环境信息，在此不作限定。由于本申请提出的可移动设备1应用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有技术方案带来的全部有益效果，在此不一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (14)
1.一种光芯片，其特征在于，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少三个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少三个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述接收波导；以及
至少两合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，同一所述合束器分别连接相邻的两所述偏振分束模块，每一所述第二输入端与一所述偏振分束模块的第一输出端连接，同一所述合束器所连接的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同，相邻的两所述合束器连接相邻的三所述偏振分束模块。
2.如权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述偏振分束模块为偏振分束器，同一所述偏振分束模块的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振方向不同；
所述合束器所连接的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振相同。
3.如权利要求2所述的光芯片，其特征在于，任意相邻的两偏振分束模块之间，沿第一方向位于内侧的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
4.如权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述接收波导组件还包括偏振旋转器，任意相邻的两所述合束器中的一个的输出端连接有偏振旋转器。
5.如权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述偏振分束模块为偏振分束旋转器，同一所述偏振分束模块的两所述第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
6.如权利要求2至5中任一项所述的光芯片，其特征在于，所述接收波导组件包括四个接收波导、四个偏振分束模块以及三个合束器。
7.如权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述至少三个偏振分束模块包括偏振分束器与偏振分束旋转器；
相邻的两所述偏振分束模块中的一个为所述偏振分束器，另一个为偏振分束旋转器。
8.如权利要求7所述的光芯片，其特征在于，所述接收波导组件包括至少四个接收波导、至少四个偏振分束模块以及至少三个合束器；
各所述偏振分束模块中，同一所述偏振分束器相邻的两所述偏振分束旋转器所输出的光信号的偏振方向不同。
9.如权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述接收波导组件还包括吸光元件；
所述吸光元件与未连接有合束器的第一输出端的连接，所述吸光元件用于吸收所述第一输出端输出的光信号。
10.如权利要求9所述的光芯片，其特征在于，所述吸光元件为离子掺杂的波导。
11.一种光芯片，其特征在于，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少三个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述至少三个接收波导包括两第一接收波导以及位于两第一接收波导之间的第二接收波导，所述第一接收波导与所述第二接收波导相邻，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少一个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述第二接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述第二接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述接收波导；以及
至少两合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，每一所述合束器的一所述第二输入端与一所述第一接收波导的出射端连接，另一所述第二输入端与所述偏振分束模块的一个所述第一输出端连接，两所述合束器对应的第一接收波导不同。
12.一种光芯片，其特征在于，包括包层以及设于所述包层的接收波导组件，所述接收波导组件包括：
至少四个接收波导，所述接收波导具有沿延伸方向相对的接收端与出射端，所述接收波导用于经由所述接收端接收回波光，经由所述出射端输出所述回波光，各所述接收波导沿第一方向间隔设置，所述至少四个接收波导包括两第一接收波导以及位于两第一接收波导之间的至少两个第二接收波导，所述第一接收波导为沿所述第一方向位于最外侧的接收波导，所述第一方向平行于所述接收端的端面，且垂直于所述光芯片的厚度方向；
至少两个偏振分束模块，所述偏振分束模块具有第一输入端和两第一输出端，所述第一输入端连接于一所述第二接收波导的出射端，所述偏振分束模块用于对所述第二接收波导传输的回波光偏振分光，以使所述回波光的部分从一所述第一输出端输出，所述回波光中的剩余部分从另一所述第一输出端输出，每一所述偏振分束模块对应连接一所述第二接收波导；以及
至少三个合束器，所述合束器具有两第二输入端与一第二输出端，所述至少三个第一合束器包括两第一合束器以及位于两第一合束器之间的第二合束器，每一所述第一合束器的一所述第二输入端与一所述第一接收波导的出射端连接，另一所述第二输入端与所述偏振分束模块的一个所述第一输出端连接，每一所述第一合束器对应相邻的第一接收波导与第二接收波导，每一所述第二合束器分别与相邻的两所述第二接收波导连接，所述第二合束器的每一第二输入端与一所述第二接收波导的第一输出端连接，同一所述第二合束器所连接的两第一输出端所输出的光信号的偏振方向相同。
13.一种激光雷达，其特征在于，包括壳体以及如权利要求1至12任一项中所述的光芯片。
14.一种可移动设备，其特征在于，包括可移动的主体部以及如权利要求13所述的激光雷达，所述激光雷达搭载于所述主体部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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