CN117092618B - 光芯片模组、激光雷达及可移动设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光芯片模组、激光雷达及可移动设备。光芯片模组包括光芯片与反射模块。光芯片包括多个收发波导模块，各收发波导模块的收发端沿第二预设方向间隔设置。光芯片的第一表面设有多个容置槽，各收发端与各容置槽之间沿第二预设方向交替设置，每一收发端对应一容置槽。反射模块具有多个反射面，各反射面之间沿第二预设方向间隔排布，且各反射面、各收发波导模块与各容置槽之间一一对应。反射面用于反射探测光，以使探测光以与厚度方向成非直角的方向出射。该光芯片模组有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

Description

光芯片模组、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，尤其涉及光芯片模组、激光雷达及可移动设备。

背景技术

相关技术中，调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）激光雷达包括光源模组、光芯片模组、扫描模组和光电探测模组。其中，光源模组用于生成探测光和本振光。光芯片模组包括发射波导和接收波导；发射波导用于传输上述探测光，并经由其出射端进行出射，以对目标物体进行探测；接收波导用于经由其入射端接收目标物体反射探测光而形成的回波光。扫描模组包括可转动的扫描器件，其用于接收对光芯片模组出射的探测光并进行反射，以使探测光在激光雷达之外形成特定的探测视场；此外，扫描模组也用于接收回波光，从而使回波光反射再次回到光芯片模组的接收波导。光电探测模组用于接收上述本振光和回波光，以使两种光信号拍频而生成拍频信号，并对该拍频信号进行光电转换。其中，发射波导的出射端与接收波导的入射端在光芯片所在的平面内错开，该错开的方向与激光雷达的快轴扫描方向（如水平探测方向）对应，其旨在改善快轴扫描导致的回波光斑偏移现象。

相关技术中有些光芯片模组包括一发射波导与一接收波导，该一个发射波导与一个接收波导共同配合实现光信号的收发；这种方案在保证激光雷达慢轴扫描方向分辨率满足要求的条件下，激光雷达慢轴扫描方向（如垂直探测方向）的探测视场较小，即当前光芯片模组可以实现的探测视场仍较小。

发明内容

本申请实施例旨在提供光芯片模组、激光雷达及可移动设备，以改善当前激光雷达的探测视场较小的现状。

第一方面，本申请实施例提供了一种光芯片模组，包括光芯片与反射模块。光芯片包括包层以及嵌设于所述包层的多个收发波导模块，所述收发波导模块包括发射波导和接收波导，所述发射波导用于传输探测光，所述发射波导具有用于出射探测光的出射端，所述接收波导用于传输回波光，所述接收波导具有用于接收所述回波光的入射端，所述回波光为目标物体反射所述探测光形成，沿所述光芯片的厚度方向观察，所述出射端与所述入射端之间沿第一预设方向间隔设置，并共同构成所述收发波导模块的收发端，各所述收发波导模块的收发端沿第二预设方向间隔设置，所述光芯片具有沿厚度方向相对的第一表面与第二表面，所述第一表面设有多个容置槽，所述收发端与所述容置槽之间沿所述第二预设方向交替设置，每一所述收发端对应一所述容置槽，所述出射端出射的探测光可射入对应的所述容置槽。反射模块具有多个反射面，各反射面沿所述第二预设方向间隔排布，各所述反射面、各所述收发波导模块与各所述容置槽之间一一对应，所述反射面与对应的所述收发端之间沿所述第二预设方向相对设置，所述反射面用于反射所述探测光，以使所述探测光以与所述厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射所述回波光，以使所述回波光射向所述入射端，所述反射面相对于所述第一表面倾斜设置，沿所述第二预设方向，所述反射面具有相对的第一端与第二端，所述第一端较所述第二端更靠近所述收发端，所述第一端位于所述容置槽，所述第二端位于对应所述容置槽背离对应的收发端的一侧。其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向与所述厚度方向之间两两垂直。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括光源模组、上述的光芯片模组、扫描模组与光电探测模组。光源模组用于生成源光信号。光芯片模组用于传输与出射所述探测光，所述探测光为所述源光信号的部分，以及用于接收与传输回波光。扫描模组用于反射经由所述光芯片模组出射的探测光，以使所述探测光在所述激光雷达之外形成探测视场，以及用于反射回波光，以使回波光射向所述光芯片模组。光电探测模组用于接收本振光与经由所述光芯片模组传输的回波光，所述本振光为所述源光信号的部分。

第三方面，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，所述激光雷达搭载于所述主体。

本申请实施例提供的光芯片模组包括光芯片与反射模块。其中，光芯片包括多个收发波导模块，各收发波导模块的收发端沿第二预设方向间隔设置。光芯片的第一表面设有多个容置槽，上述各收发端与该各容置槽之间沿第二预设方向交替设置，每一收发端对应一容置槽；出射端出射探测光的方向指向对应的容置槽，且出射的探测光可以射入该容置槽。反射模块具有多个反射面，各反射面之间沿第二预设方向间隔排布，且各反射面、各收发波导模块与各容置槽之间一一对应。沿第二预设方向，反射面的一端位于容置槽，另一端超出容置槽，并对应的容置槽背离对应的收发端的一侧。反射面用于反射探测光，以使探测光以与厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射回波光，以使回波光射向入射端。如此，经由各反射面出射的探测光可以在第二预设方向错开，从而可以在激光雷达的外部形成多个相应的子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，本申请实施例提供的光芯片模组有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

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是本申请其中一实施例提供的光芯片模组的立体示意图；

图2是图1中光芯片模组的分解示意图；

图3是图1中光芯片的立体示意图；

图4是图3中A处的局部放大示意图；

图5是图1中反射模块的立体示意图；

图6是图1中光芯片模组沿A-A线的剖切示意图；

图7是图6中B处的局部放大示意图；

图8是本申请中另一实施例提供的反射模块的立体示意图；

图9是本申请其中另一些实施例提供的光芯片模组的剖切示意图；

图10是图9中C处的局部放大示意图；

图11是本申请其中又一些实施例提供的光芯片模组的局部放大示意图；

图12是本申请其中一些实施例提供的激光雷达的示意图；

图13是本申请其中一些实施例提供的可移动设备的示意图。

附图标记说明：

1、光芯片模组；

100、光芯片；110、衬底；120、包层；130、收发波导模块；131、发射波导；132、接收波导；1311、输入端；1312、出射端；1321、入射端；1322、输出端；101、第一表面；102、第二表面；103、容置槽；1031、第一侧壁；1032、第二侧壁；

200、反射模块；210、基部；220、反射单元；230、支撑部；221、反射面；222、连接面；201、第三表面；202、第四表面；

1b、光芯片模组；100b、光芯片；110b、衬底；120b、包层；130b、收发波导模块；101b、第一表面；103b、容置槽；1031b、第一侧壁；1032b、第二侧壁；200b、反射模块；220b、反射单元；221b、反射面；222b、连接面；

1c、光芯片模组；100c、光芯片；110c、衬底；120c、包层；130c、收发波导模块；101c、第一表面；103c、容置槽；1031c、第一侧壁；1032c、第二侧壁；200c、反射模块；220c、反射单元；221c、反射面；222c、连接面；

2、激光雷达；21、光源模组；22、扫描模组；23、光电探测模组；

3、可移动设备；31、主体；

X、第一预设方向；Y、第二预设方向；Z、第三预设方向。

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。

当前相关技术中有些的光芯片模组包括一上述发射波导与一接收波导，该发射波导与接收波导共同配合实现光信号的收发；发射波导与接收波导在平行于光芯片表面的方向排布，且排布方向与激光雷达的快轴扫描方向相同，以使接收波导能够接收回波光，并改善快轴扫描引发的走离效应。这种方案在保证激光雷达慢轴扫描方向分辨率满足要求的条件下，激光雷达慢轴扫描方向（如垂直探测方向）的探测视场较小，即当前光芯片模组可以实现的探测视场仍较小。为克服这一不足，相关技术中有些光芯片模组采用在光芯片的厚度方向堆叠多组收发波导的方案，由于厚度方向与光芯片的平面垂直，因此可以使每层收发波导的探测视场可以在慢轴扫描方向，如垂直探测方向，堆叠起来，从而提升激光雷达在垂直方向的视场。然而，在光芯片的厚度方向堆叠多层收发波导的工艺难度高，不利于量产。

请参阅图1和图2，其分别示出了本申请其中一些实施例提供的光芯片模组1的立体示意图以及分解示意图，光芯片模组1包括光芯片100与反射模块200。其中，光芯片100包括包层120与嵌设于包层120多个收发波导模块。请结合图3与图4，其分别示出了图1中光芯片的立体示意图，以及图3中A处的局部放大示意图，收发波导模块130包括发射波导131与接收波导132。发射波导131用于传输探测光，其具有用于出射探测光的出射端1312；其中，探测光用于探测目标物体。接收波导132用于传输回波光，接收波导132具有用于接收回波光的入射端1321；其中，回波光为目标物体反射探测光形成。沿光芯片100的厚度方向Z观察，出射端1312与入射端1321之间沿图示第一预设方向X间隔设置，两者共同构成收发波导模块130的收发端。多个收发波导模块130的收发端之间沿图示第二预设方向Y间隔设置。此外，光芯片100还具有沿厚度方向Z相对的第一表面101与第二表面102，第一表面101设有用于多个容置槽103；上述的收发端与容置槽103之间沿第二预设方向Y交替设置，每一收发端对应一容置槽103，并且出射端1312出射探测光的方向指向对应的容置槽103，出射端1312出射的探测光可射入对应的容置槽103。

请结合图5至图7，其分别示出了图1中反射模块200的立体示意图、光芯片模组1沿图1中A-A线的剖切示意图，以及图6中B处的局部放大示意图，反射模块200具有多个反射面221，各反射面221沿第二预设方向Y间隔排布，各反射面221、各收发波导模块130与各容置槽103之间一一对应。反射面221与对应的收发端之间沿第二预设方向Y相对设置，该反射面221用于反射探测光，以使探测光以与厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射回波光，以使回波光射向入射端。反射面221相对于第一表面倾斜设置，沿第二预设方向Y，反射面221具有相对的第一端与第二端，第一端较第二端更靠近收发端，第一端位于容置槽103，第二端位于对应容置槽103背离对应的收发端的一侧。如此，各收发波导模块130出射的探测光在经由相应的反射面221反射后，将在第二预设方向Y错开，进而使各探测光可以在慢轴扫描方向堆叠。在该光芯片模组1应用于激光雷达时，由于每一收发波导模块130出射的探测光将在激光雷达外形成一个子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的探测视场，因此激光雷达的整体探测视场将得以增大。

值得说明的是，本申请文件中的光芯片100视为扁平状结构，本申请文件中所述的“第一预设方向”为与光芯片100的厚度方向Z垂直的方向，其是沿厚度方向Z观察时，收发端的出射端1312与入射端1321中的一个指向另一个所确定的方向；本申请文件中所述的“第二预设方向”为分别与上述厚度方向Z及第一预设方向X垂直的方向。

接下来，对上述光芯片100与反射模块200的具体结构作详细说明。

首先，对于上述光芯片100，请具体参阅图1、图2与图4，光芯片100包括衬底110、包层120以及多个收发波导模块130。其中，衬底110是用于铺设包层120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110亦可以其他合适材料制成，如氮化硅等。包层120则沉积或生长于衬底110之上，两者层叠的方向即是上述光芯片100的厚度方向Z。包层120是构成光芯片100的主体结构之一，亦是收发波导模块130所依附的结构；包层120的材料一般与衬底110不同，其可以由二氧化硅和/或氮氧化硅等材料制成。收发波导模块130用于接收与传输激光雷达内光源模块生成的探测光，并向外出射以对目标物体进行探测；以及用于接收目标物体反射上述探测光而形成的回波光，并进行传输。收发波导模块130嵌设于包层120中，该收发波导模块130的折射率大于包层120的折射率；由此，收发波导模块130与包层120共同构成供光稳定传输的结构，即是光可以沿着收发波导模块130传输，而不容易经由包层120溢出至光芯片100之外。例如，当包层120由二氧化硅制成时，收发波导模块130中的结构可以包括氮化硅和/或硅等折射率更大的材料。值得一提的是，衬底110旨在在光芯片100的制造过程中，对包层120起承托的作用；在某些情况下，衬底110是可以省略的。

光芯片100具有沿厚度方向Z相对设置的第一表面101与第二表面102，本实施例中，第一表面101为包层120背离衬底110的一面，第二表面102则为衬底110背离包层120的一面；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一表面101亦可以为衬底110背离的一面包层120，相应地，第二表面102则为包层120背离衬底110的一面。第一表面101设有多个容置槽103；各容置槽103与各收发波导模块130的收发端之间一一对应，各容置槽103与各收发端之间沿第二预设方向Y交替排列，每一容置槽103位于对应的收发端出射探测光的一侧。以第一表面101为基准，容置槽103的深度大于收发波导模块130所处的深度，如此，收发波导模块130出射的探测光可以进入容置槽103以及至少部分位于容置槽103中的反射单元220。容置槽103的侧壁包括沿第二预设方向Y相对设置的第一侧壁1031（结合图7）与第二侧壁1032，第一侧壁1031为容置槽103靠近对应的收发端的侧壁部分，第二侧壁1032则是容置槽103背离对应的收发端的侧壁部分。

其中，对于前述收发波导模块130，请具体参阅图4，同时结合图1与图2，收发波导模块130包括发射波导131与接收波导132。其中，发射波导131用于传输探测光，其具有沿延伸方向相对的输入端1311与出射端1312；该发射波导131经由该输入端1311接收激光雷达内的光源模组生成的探测光，以使探测光在发射波导131内进行传输；另外，发射波导131经由出射端1312出射探测光，以使探测光在激光雷达之外对目标物体进行探测。接收波导132具有沿延伸方向相对的入射端1321和输出端1322；接收波导132经由该入射端1321接收回波光，以使回波光进入光芯片100，并在其内传输；接收波导132经由该输出端1322向下游的光电探测模块（图中未示出）输出回波光。上述出射端1312与入射端1321之间靠近设置，且均朝向对应的容置槽103，以便于这一位置实现探测光发射与回波光的接收。

具体地，沿上述厚度方向Z观察，出射端1312与入射端1321之间沿图示第一预设方向X间隔设置。出射端1312与入射端1321共同构成收发波导模块130的收发端。需要说明的是，本申请文件中所述的“出射端”意为，自发射波导131的出光端面向上述输入端1311延伸预设距离而形成的结构，本实施例中，出射端1312呈直线状；本申请文件中所述的“入射端”意为，自接收波导132的入光端面向上述输出端1322延伸预设距离而形成的结构，本实施例中，入射端1321呈直线状。

由于在探测光自扫描模组反射至目标物体，至回波光再次回到扫描模组的过程中，扫描模组已经转过一定角度，因此回波光落最终落在光芯片100上的光斑相对于探测光出射时的光斑位置是具有一定位置偏移的；为便于说明，本申请文件将这种效应称为走离效应。若出射端1312与入射端1321之间的间距过大，则容易使得近距离目标物体反射的回波光不能顺利落在接收波导132的入射端1321，进而导致探测盲区；因此，出射端1312与入射端1321之间的距离不能太大。本实施例中，同一收发波导模块130中出射端1312与入射端1321之间的距离小于10微米。当然，单根接收波导132可接收光的范围是有限的，因此可以通过设置多根接收波导132来增大接收回波光的模场；例如，在一些实施例中，收发波导模块130包括多个接收波导132，各接收波导132的入射端1321沿上述第一预设方向X间隔排列。

此外，激光雷达中扫描模组的快轴扫描器件的扫描速率是明显高于慢轴扫描器件的扫描速率的，则快轴扫描器件引起的走离效应较为明显，慢轴扫描器件引起的走离效应较小；因此上述出射端1312与入射端1321之间间隔设置的方向应当针对快轴扫描的方向进行匹配，即第一预设方向X应当与快轴扫描的方向一致。

各收发波导模块130的收发端之间则沿第二预设方向Y排布。各发射波导131在出射端1312之外的部位相对于出射端1312向第一预设方向X弯折设置，从而有利于探测光的接入。本实施例中，各发射波导131的弯折方向相同，以便于各发射波导131从相近的位置接入探测光；例如图4所示，各发射波导131的其他部位相对于出射端1312朝图示左侧弯折延伸。当然，发射波导131还可以在上述基础上再进行一次或多次弯折，从而方便探测光的输入。同理，各接收波导132在入射端1321之外的部位相对于入射端1321向第一预设方向X弯折设置，从而有利于回波光向下游传输。本实施例中，各接收波导132的弯折方向相同，以便于各接收波导132向相同的方向输出回波光；例如图4所示，各接收波导132的其他部位相对于入射端1321朝图示左侧弯折延伸。当然，接收波导132还可以在上述基础上再进行一次或多次弯折，从而方便回波光向光电探测模块的输出。

然后，对于上述反射模块200，请先参阅图5，反射模块200包括基部210与多个反射单元220。基部210设于包层120设有第一表面101的一侧，反射单元220则固定于基部210，并位于基部210与光芯片100之间。以下依次对基部210与反射单元220的具体结构作出说明。

其中，对于前述基部210，请具体参阅图6与图7，同时结合图5，基部210整体呈扁平状或者成近似块状，其设于包层120设有上述第一表面101的一侧。基部210具有沿上述厚度方向Z相对的第三表面201与第四表面202，其中，第三表面201为基部210的与光芯片100相对设置的表面，第四表面202为基部210的背离光芯片100的表面。基部210为可供探测光透过的材质制成，以供反射单元220反射的探测光透射，以及供回波光经由其射向反射单元220。

其中，对于前述反射单元220，请继续参阅图6与图7，同时结合5，各反射单元220之间沿上述第二预设方向Y间隔排布，各个反射单元220与各个容置槽103之间一一对应设置。反射单元220直接或间接地固定于基部210，并整体呈沿上述第一预设方向X延伸的三棱柱状。反射单元220为可供探测光在其内传播的结构，其具有均沿第一预设方向X延伸的反射面221与连接面222；该反射面221与连接面222均为上述三棱柱结构的侧面，该三棱柱状结构的另一个侧面贴合于基部210，从而并不显露在外。反射面221相对于光芯片100的第一表面101倾斜设置，沿上述第一预设方向X观察，该反射面221的一端伸入上述容置槽103，并靠近对应的收发端设置，另一端倾斜延伸至光芯片100之外，并沿第二预设方向Y位于该对应的容置槽103与邻近的一个容置槽103之间。沿上述第二预设方向Y，反射面221具有相对的第一端与第二端，该第一端为反射面221靠近对应的收发端的一端，将其位于容置槽103，第二端为反射面221背离对应的收发端的一端，其延伸出容置槽103，并位于容置槽103背离对应的收发端的一侧。连接面222则连接于反射面221的第一端，其一端与反射面221连接，另一端则背离第二表面102延伸。连接面222用于供探测光进入反射单元220，以使探测光经由反射面221反射，以及用于供自反射面221反射的回波光出射，以使回波光射向上述入射端1321。

本实施例中，反射面221通过全反射的方式反射上述探测光与回波光。具体地，反射单元220的折射率大于反射面221背离连接面222的一侧的介质的折射率；如此，当探测光或回波光入射至反射面221上时，且入射角大于临界角时，探测光或回波光将以全反射的方式进行传播，而不以透射的形式传播至上述反射面221背离连接面222的一侧的介质中。其中，将探测光与回波光入射至反射面221的入射角配置为大于临界角是相关技术中容易实现的，在此则不详细展开说明。需要说明的是，上述反射面221背离连接面222的一侧的介质可以是空气，也可以是填充在反射单元220与光芯片100之间以便于强化反射模块200与光芯片100固定效果的粘接剂。

如前文所述，在光芯片100实际应用时，上述第一预设方向X应当与扫描模组的扫描速率较快的一个方向匹配；本实施例中，扫描模组的水平扫描（扫描轴线为垂直方向延伸）速率明显高于垂直扫描（扫描轴线为水平方向延伸）速率，水平扫描方向造成的走离效应的偏移方向与第一预设方向X一致，进而可以保证接收波导132可以接收到回波光；即第一预设方向X对应激光雷达的水平扫描方向，第二预设方向Y则可以配置为对应激光雷达的垂直方向。上述多个收发波导模块130以及多个反射单元220的设置使得，各收发波导模块130出射的探测光总共可以在激光雷达外侧形成沿垂直方向排布的多个子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的探测视场。可以理解的是，在其他实施例中，若扫描模组的垂直扫描速率明显高于水平扫描速率时，则应当保证垂直扫描方向造成的走离效应的偏移方向与上述第一预设方向X一致。如此，经由各反射单元220的反射面221所反射的探测光将在第二预设方向Y错开，即各反射单元220出射至激光雷达之外的探测光将在水平方向错开，以形成多个相应的探测视场，该多个探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，多收发波导模块130的收发端与多反射单元220均沿第二预设方向Y排布的方式可以提升激光雷达的总探测视场。

至于反射面221与厚度方向Z之间的夹角，本申请不对其作具体限定。在一些实施例中，上述反射面221与厚度方向Z的夹角可以介于40°~50°之间；例如，反射面221与厚度方向Z的夹角为45°。如此，经由反射面221反射的探测光可以沿上述厚度方向Z出射至光芯片100之外。可选地，上述各反射面221之间沿第二预设方向Y平行设置，其可以使各反射面221反射的探测光的方向相同。进一步可选地，各反射面221之间在沿第二预设方向Y的间隔均匀设置；该设置旨在使得每个收发波导模块130在激光雷达垂直方向覆盖的视场角度大致相同。

至于反射模块200与光芯片100之间的固定方式，实则是多样的。例如，在一些实施例中，反射模块200可以通过反射单元220卡接的方式固定于光芯片100。具体地，连接面222伸入容置槽103的部分与上述第一侧壁1031贴合，反射面221与第二侧壁1032的顶部抵接，从而使反射模块200与光芯片100卡接固定。当然，在一些实施例中，为避免反射面221与第二侧壁1032的顶部线接触而造成局部应力过大，第二侧壁1032的顶部可以设置成与反射面221倾斜角度适配的斜面，进而使得反射面221与容置槽103的顶部轮廓面接触，从而降低上述应力。此外，在其他实施例中，也可以通过使反射模块200在反射单元220之外的部分与光芯片100固定，反射单元220与容置槽103之间仅通过卡接实现定位和初步固定；反射模块200与光芯片100之间的固定方式还有很多，在此不一一详举。

在本实施例中，反射模块200还包括支撑部230。支撑部230固定于基部210的朝向光芯片100的一端，并与光芯片100固定。本实施例中，支撑部230布局于基部210朝向光芯片100一端的除各反射单元220之外的区域。具体来说，支撑部230包括第一部分与第二部分。其中，第一部分位于各反射单元220的一侧，该第一部分指向各反射单元220的方向与收发端指向对应的反射面221的方向相同，均为图7所示的自左向右；如图7所示，第一部分位于各反射单元220的图示左侧。第一部分与靠近第一部分的反射单元一体式设置，进而使得与该第一部分邻近的反射单元220的连接面222延伸至于第一部分相接；而其余的反射单元220的连接面则是延伸至与基部210相接。沿上述第一预设方向X，第二部分位于第一部分与各反射单元220的一侧。支撑部230的设置填充了基部210与光芯片100的第一表面101之间的间隙，避免了由于基部210整体结构相对于光芯片100悬空而造成的不稳定性问题，提升了反射模块200安装于光芯片100时的稳定性。同时，支撑部230的设置使得反射模块200也可以通过支撑部230而与光芯片100固定，相比于仅通过反射单元220与容置槽103卡接的方案，本实施例的固定效果更佳；在这种情况下，反射单元220与容置槽103的卡接则可以用于初步定位。

值得补充一提的是，上述实施例是以基部210的第三表面201大于各反射单元220所处的区域，反射模块220设于基部210与光芯片100之间为例进行说明，但应当理解，基部210的设置方式非常灵活，只要保证其与各反射模块220连接即可。例如，请参阅图8，在本申请其他的一些实施例中，基部210的第三表面也可以是与恰好用于设置上述各反射单元220，即沿厚度方向Z观察时，基部210超出各反射单元220的区域是可以省略的；其中，图8以5个反射单元220示出。又例如，在本申请其他的另一些实施例中，基部210亦可以设于各反射模块220沿第一预设方向X的一侧，并分别与各反射模块220连接，当然，这种情况下，基部210可以直接承载固定于光芯片100的第一表面；此时，基部210还起到了上述支撑部230的功能。此外，在某些场景下，基部210是可以省略的。

另外，本实施例中，容置槽103设于光芯片100的沿第一预设方向X的一端，其沿第一预设方向X的一端延伸至贯通光芯片100而形成通口。相应地，沿第一预设方向X，反射单元220的一端位于容置槽103，另一端经由上述通口伸出至光芯片100之外。需要说明的是，反射单元220是光芯片100级别的微反射镜结构，然而由于相关技术中工艺的限制，反射单元220各方向的尺寸实则难以做到极小，上述容置槽103的沿第一预设方向X的一端敞开设置的方式，有利于使光芯片100通过较小的容置槽103即可以收容反射单元220用于传输探测光与回波光的部分，进而可以为光芯片100中其他的器件腾出可利用的空间。可以理解的是，即使本实施例是以容置槽103位于光芯片100的边缘为例进行说明，但应当理解，本申请并不局限于此，只要保证容置槽103是用于容置反射面221的部分结构，以使收发端与反射面221之间能够实现光信号传播即可。例如，在本申请其他的一些实施例中，沿上述厚度方向Z观察，容置槽103整体位于光芯片100的边缘轮廓的内部。

在一些实施例中，上述第一侧壁1031设有第一凹槽，收发端位于第一凹槽背离容置槽103的一侧，并正对该第一凹槽设置。该设置旨在避免因收发端裸露于容置槽103，而与连接面222摩擦并影响出射端1312和入射端1321的端面平整度，进而影响出射端1312和入射端1321出射或接收光信号的效果。当然收发端本身可以设计为相对于包层120完全内嵌设置，但如果不设置第一凹槽，第一侧壁1031在对应收发端的部位亦可能与连接面222摩擦，进而影响透光率。因此，不论收发端的端面是否相对于包层120裸露设置，第一凹槽的设置均可以降低由光芯片100与连接面222装配摩擦对出射端1312和入射端1321出射或接收光信号造成的影响。

综上所述，本申请实施例提供的光芯片模组1包括光芯片100与反射模块200。其中，光芯片100包括多个收发波导模块130，各收发波导模块130的收发端沿第二预设方向Y间隔设置。光芯片100的第一表面101设有多个容置槽103，上述各收发端与该各容置槽103之间沿第二预设方向Y交替设置；每一收发端对应一容置槽103，出射端出射探测光的方向指向对应的容置槽。反射模块200具有多个反射面221，各反射面221之间沿第二预设方向Y间隔排布，且各反射面221、各收发波导模块与各容置槽103之间一一对应。沿第二预设方向Y，反射面221的一端位于容置槽103，另一端超出容置槽103，并对应的容置槽103背离对应的收发端的一侧。反射面221用于反射探测光，以使探测光以与厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射回波光，以使回波光射向入射端。如此，经由各反射面221出射的探测光可以在第二预设方向Y错开，从而可以在激光雷达的外部形成多个相应的子探测视场，各子探测视场共同构成激光雷达的总探测视场。因此，本申请实施例提供的光芯片模组1有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

值得一提的是，上述实施例是以反射单元220相对于光芯片100倒置的方式插接于容置槽103为例进行说明，但在本申请的其他实施例中，反射单元220也可以正向设置的方式设置于容置槽103。

例如，请参阅图9与图10，其分别示出了本申请其中一些实施例中的光芯片模组1b的剖切示意图（剖切位置可以参照图1中A-A线的剖切位置）与C处的局部放大示意图，该光芯片模组1b仍包括光芯片100b与反射模块200b。光芯片100b包括衬底110b、包层120b与多个收发波导模块130b。包层120b设有多个容置槽103b，多个收发波导模块130b的收发端与多个容置槽103b之间沿第二预设方向Y交替设置。反射模块200b包括多个反射单元220b，每一反射单元220b安装于一容置槽103b，反射单元220b包括反射面221b与连接面222b。该光芯片模组1b与上述实施例中的光芯片模组1的主要不同在于：光芯片模组1b中，反射单元220b在反射面221b与对应的收发端之间没有其他表面，该反射单元220b经由反射面221b直接接收和反射探测光与回波光。

具体地，沿上述第一预设方向X观察，该反射面221b的一端位于容置槽103b的底部，并靠近收发端设置；该反射面221b另一端朝背离第一侧壁1031与容置槽103的底部的方向延伸。连接面222b的一端连接于反射面221b靠近对应的收发端的一端，另一端沿第二预设方向Y逐渐远离第一侧壁1031；该连接面222b为反射单元220b朝向容置槽103b的底部的表面。沿第二预设方向Y，反射单元220b整体位于对应的容置槽103的第一侧壁1031与第二侧壁1032之间，反射单元220的反射面221b用于通过镜面反射的方式反射探测光或回波光。例如，反射面221b可以是镀有镜面反射膜层的反射面，或者镀有增反膜层的棱镜。

本实施例中，探测光与回波光经由反射面221b在反射单元220b的外部进行反射，并不像图1~8中述及的实施例，是进入反射单元220之后，再经由反射面221反射。需要说明的是，由于光芯片模组1b中的反射单元220b是截面轮廓较大的一端朝向光芯片100b，而这会使得容置槽103b沿第二预设方向Y的尺寸较大，进而使得经由各反射单元220b反射的探测光之间在第二预设方向Y上的间隔也较大，其将会使得各探测光落在激光雷达中扫描模组与准直透镜上的间隔也较大，而这要求激光雷达需要配置尺寸更大的扫描模组，如直径或宽度更大的振镜，以及尺寸更大的准直透镜。同时，各探测光经由准直透镜准直后的出射角度间隔也将进一步增大，其使得针对各探测光对应的探测视场的配置也更为复杂。与之相比，上述光芯片模组1则可以保证各反射单元220反射的探测光之间具有更小的间距。

又例如，请参阅图11，其示出了本申请其中另一些实施例提供的光芯片模组1c的局部放大示意图（剖切的位置与放大的位置可以参照图9中的C处），该光芯片模组1c仍包括光芯片100c与反射模块200c。光芯片100c包括衬底110c、包层120c与多个收发波导模块130c。包层120c设有多个容置槽103c，多个收发波导模块130c的收发端与多个容置槽103c之间沿第二预设方向Y交替设置。反射模块200c包括多个反射单元220c，每一反射单元220c安装于一容置槽103c，反射单元220c包括反射面221c与连接面222c。该光芯片模组1c与上述光芯片模组1b的结构类似，其与上述光芯片模组1b的主要不同在于：沿第二预设方向Y，反射单元220并非整体位于对应的容置槽103c的第一侧壁1031与第二侧壁1032之间，而是部分位于第一侧壁1031与第二侧壁1032之间，部分位于第一侧壁1031与第二侧壁1032之外。

具体地，沿上述第一预设方向X观察，该反射面221c的一端位于容置槽103c的底部，并靠近收发端设置；该反射面221c另一端朝背离第一侧壁1031与容置槽103c的底部的方向延伸。其中，沿第二预设方向Y，该反射面221c背离对应的收发端的一端，位于容置槽103背离收发端的一侧。相应地，反射单元220c面向光芯片100c的一端在背离收发端的一侧内凹以形成第二凹槽，该第二凹槽用于避让容置槽103c背离对应的收发端的一侧的槽壁。

关于反射模块200c中各反射单元220c的安装方式，其实则是多样的。各反射单元220c可以是各自独立安装于对应的容置槽103c，也可以是另外设置一个基部（未示出），将各反射单元220c均设置为固定于该基部，如此，通过调试安装基部的位置，即可以实现对各反射单元220c相对于对应的收发端的位置。

本申请实施例提供的光芯片模组1c同样能够实现较小宽度的容置槽103c，进而减小经由各反射单元220c反射的探测光之间的间隔。

此外，应当理解，即使上述各实施例均是以光芯片包括一排容置槽，相应地，反射模块包括一排反射单元为例进行说明，但本申请实则并不局限于此，在本申请的其他实施例中，光芯片还可以包括多排容置槽，相应地，反射模块则可以包括多排反射单元。具体地，沿上述第一预设方向X，各排容置槽之间间隔设置，各排反射单元之间间隔设置；沿上述第一预设方向X观察，任意两反射面之间沿第二预设方向Y间隔设置，以使各反射面所反射的探测光在第二预设方向Y上错开。

为便于比较说明，将设置一排反射面的实施例中，沿第二预设方向Y相邻两反射面之间的间距定义为第一间距，沿第二预设方向Y位于最外侧的两反射面之间的间距定义为第二间距；将本实施例中设置多排容置槽的方式中，沿第一方向X观察时，沿第二预设方向Y相邻两反射面之间的间距定义为第三间距，沿第二预设方向Y位于最外侧的两反射面之间的间距定义为第四间距。本实施例中，若将第三间距设置为与上述第一间距相同，则可以提升该光芯片模组的探测视场；若将第四间距设置为与上述第二间距相同，则可以提升该光芯片模组的分辨率；若将第三间距设置为较第一间距更小，将第四间距设置为较第二间距更小，则可以同时提升该光芯片模组的探测视场大小与分辨率。

请参阅图12，基于同一发明构思，本申请还提供一种激光雷达2，该激光雷达2包括上述任一实施例中的光芯片模组1（或1b或1c）。具体地，激光雷达2包括光源模组21、光芯片模组1、扫描模组22与光电探测模组23。其中，光源模组21用于生成源光信号，该源光信号会在后续分束为探测光与本振光，分束的过程可以是在光芯片模组1之外，也可以是在光芯片模组1上；例如，光源模组21包括激光器与分光器，激光器用于生成源光信号，分光器则用于接收上述源光信号，并分束得到用于探测目标物体的探测光，以及用于作为相干参考的本振光。光芯片模组1用于接收上述探测光，进行传输与发射，以及用于接收与传输回波光。扫描模组22包括可转动的元件，其用于对探测光进行反射，以使探测光在激光雷达之外形成对应的探测视场；扫描模组还用于反射回波光，并将回波光引导向光芯片模组1。扫描模组22可以包括多面转镜和/或振镜。光电探测模组23则用于接收本振光和回波光，以得到拍频信号。该光电探测模组23可以包括光电探测器，或者包括光混频器与平衡光电探测器。为提升激光雷达的整体集成度，光电探测模组23可以集成于光芯片100；当然，在其他的实施例中，光电探测模组23也可以相对于光芯片模组1独立设置。

由于包括上述实施例中的光芯片模组1（或1b或1c），因此申请实施例提供的激光雷达2有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

请参阅图13，基于同一发明构思，本申请还提供一种可移动设备3，该可移动设备3包括可移动的主体31以及上述的激光雷达2，该激光雷达2搭载于主体31。本实施例中，可移动设备3为汽车；其中，主体31为该汽车的车身，激光雷达搭载于车身。当然，在本申请的其他实施例中，可移动设备也可以是搭载有上述激光雷达2的任意移动工具，如电动车、无人机、机器人等。

由于包括上述实施例中的激光雷达2，因此申请实施例提供的可移动设备3有利于在相同分辨率的条件下提升激光雷达的探测视场，或者在相同总探测视场的条件下，提升分辨率。

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”是指两个或两个以上。“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 (13)

1.一种光芯片模组，其特征在于，包括：

光芯片，包括包层以及嵌设于所述包层的多个收发波导模块，所述收发波导模块包括发射波导和接收波导，所述发射波导用于传输探测光，所述发射波导具有用于出射探测光的出射端，所述接收波导用于传输回波光，所述接收波导具有用于接收所述回波光的入射端，所述回波光为目标物体反射所述探测光形成，沿所述光芯片的厚度方向观察，所述出射端与所述入射端之间沿第一预设方向间隔设置，并共同构成所述收发波导模块的收发端，各所述收发波导模块的收发端沿第二预设方向间隔设置，所述光芯片具有沿厚度方向相对的第一表面与第二表面，所述第一表面设有多个容置槽，所述收发端与所述容置槽之间沿所述第二预设方向交替设置，每一所述收发端对应一所述容置槽，所述出射端出射的探测光可射入对应的所述容置槽；以及

反射模块，具有多个反射面，各反射面沿所述第二预设方向间隔排布，各所述反射面、各所述收发波导模块与各所述容置槽之间一一对应，所述反射面与对应的所述收发端之间沿所述第二预设方向相对设置，所述反射面用于反射所述探测光，以使所述探测光以与所述厚度方向成非直角的方向出射，以及用于反射所述回波光，以使所述回波光射向所述入射端，所述反射面相对于所述第一表面倾斜设置，沿所述第二预设方向，所述反射面具有相对的第一端与第二端，所述第一端较所述第二端更靠近所述收发端，所述第一端位于所述容置槽，所述第二端位于对应所述容置槽背离对应的收发端的一侧；

其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向与所述厚度方向之间两两垂直。

2.根据权利要求1所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块包括多个反射单元，各所述反射单元与各所述容置槽之间一一对应设置；

所述反射单元具有一所述反射面以及一连接面，所述连接面的一端与所述第一端连接，另一端背离所述第二表面延伸；

所述连接面用于供所述探测光进入所述反射单元，以使所述探测光经由所述反射面反射，以及用于供自所述反射面反射的回波光出射，以使所述回波光射向所述入射端。

3.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射面用于以全反射的方式反射所述探测光与所述回波光。

4.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块还包括基部，所述基部设于所述光芯片设有所述第一表面的一侧；

所述反射单元固定于所述基部，并位于所述基部与所述光芯片之间。

5.根据权利要求4所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块还包括支撑部；

所述支撑部固定于所述基部的朝向所述光芯片的一端，并与所述光芯片固定。

6.根据权利要求5所述的光芯片模组，其特征在于，所述支撑部包括第一部分；

所述第一部分位于各所述反射单元的一侧，所述第一部分指向各所述反射单元的方向与所述收发端指向对应的所述反射面的方向相同；

所述第一部分与靠近所述第一部分的反射单元一体式设置。

7.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述容置槽的侧壁包括沿所述第二预设方向相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁为所述容置槽靠近对应的收发端的侧壁部分，所述连接面与所述第一侧壁贴合；

所述第一侧壁设有第一凹槽，所述收发端位于所述第一凹槽背离所述容置槽的一侧，并正对所述第一凹槽设置。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的光芯片模组，其特征在于：

所述光芯片设有多排容置槽，沿所述第一预设方向，各排所述容置槽之间间隔设置；

所述反射模块包括多排反射单元，沿所述第一预设方向，各排所述反射单元之间间隔设置，每一排反射单元对应一排容置槽；

沿所述第一预设方向观察，任意两所述反射面之间沿第二预设方向Y间隔设置。

9.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述容置槽的沿所述第一预设方向的一端延伸至贯通所述光芯片而形成通口；

沿所述第一预设方向，所述反射单元的一端位于所述容置槽，另一端经由所述通口伸出至所述光芯片之外。

10.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，沿所述厚度方向观察，所述容置槽位于所述光芯片的边缘轮廓的内部。

11.根据权利要求2所述的光芯片模组，其特征在于，所述反射模块包括多个反射单元，每一反射单元对应一所述容置槽设置；

所述反射面为所述反射单元的面向对应的所述收发端的表面，所述反射单元在所述反射面与对应的收发端之间不具有其他表面，所述反射单元面向所述光芯片的一端于背离所述收发端的一侧内凹以形成第二凹槽，所述第二凹槽用于避让所述容置槽背离对应的收发端的一侧的槽壁。

12.一种激光雷达，其特征在于，包括：

光源模组，用于生成源光信号；

如权利要求1至11中任一项所述的光芯片模组，用于传输与出射所述探测光，以及用于接收与传输回波光，所述探测光为所述源光信号的部分；

扫描模组，用于反射经由所述光芯片模组出射的探测光，以使所述探测光在所述激光雷达之外形成探测视场，以及用于反射回波光，以使回波光射向所述光芯片模组；以及

光电探测模组，用于接收本振光与经由所述光芯片模组传输的回波光，所述本振光为所述源光信号的部分。

13.一种可移动设备，其特征在于，包括可移动的主体以及如权利要求12所述的激光雷达，所述激光雷达搭载于所述主体。