EP3724675A1 - Vorrichtung zur ablenkung von laserstrahlen - Google Patents

Vorrichtung zur ablenkung von laserstrahlen

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Publication number
EP3724675A1
EP3724675A1 EP18826559.9A EP18826559A EP3724675A1 EP 3724675 A1 EP3724675 A1 EP 3724675A1 EP 18826559 A EP18826559 A EP 18826559A EP 3724675 A1 EP3724675 A1 EP 3724675A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
main extension
laser beams
extension direction
integrated optical
optical circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18826559.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Niklas Caspers
Jens Ehlermann
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3724675A1 publication Critical patent/EP3724675A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • G02F1/2955—Analog deflection from or in an optical waveguide structure] by controlled diffraction or phased-array beam steering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection

Definitions

  • the invention relates to a device for deflecting laser beams.
  • Beam deflection units thus serve as a replacement for mechanical mirrors.
  • this deflection angle in the range of about 5 ° - 15 ° can be achieved.
  • One-dimensional beam forming chips that form a two-dimensionally scanning solid-state array, so that a three-dimensional environmental image can be detected.
  • the solid state arrays are arranged one above the other and radiate at one end of the respective chip.
  • the direction of control lies in the chip level.
  • Alignment of the respective solid state array are set. In other words, the resolution in the vertical deflection dimension can not be changed.
  • the object of the invention is to change the deflection angle and to increase. Disclosure of the invention
  • the device for deflecting laser beams comprises at least one
  • a light source configured to generate laser beams and at least one integrated optical circuit.
  • the integrated optical circuit is arranged on a substrate.
  • the substrate has a first
  • Main extension direction a second main extension direction and a third main extension direction.
  • the first main extension direction and the second main extension direction span a plane of the
  • Substrate surface and the third main extension direction is arranged orthogonal to the plane of the substrate surface.
  • the integrated optical circuit has at least one waveguide and at least one emitting means, wherein the emitting means functions as an output of the integrated optical circuit and emits the laser beams along a first direction.
  • a deflection means is provided which is at a distance from the
  • deflection means sweeps the laser beams along a second
  • Direction deflects, with the second direction from the first direction
  • the advantage here is that the deflection angle is variable independently of the orientation of the substrate.
  • the integrated optical circuit comprises at least one optical phase shifter and at least two emission means.
  • the integrated optical circuit is called phased
  • a phased array antenna is also known by the term optical phased array antenna.
  • the advantage here is that the light emitted by the at least two emitting means can be integrated and controlled by the phase shifter. This control allows the beam already to deflect along the first direction. That means the direction of the laser beams at the exit of the emitting means be different from the direction of the laser beams at the exit of the deflector.
  • the integrated optical circuits form a surface array.
  • a plurality of laser beams can be deflected simultaneously and these laser beams can cover different scan areas, ie. H. allow a parallelization of the laser beams.
  • the laser beams emitted from the optical circuit are deflected in different directions. In other words, the deflection means does not deflect each ray in the same direction.
  • the first direction corresponds to the third
  • the advantage here is that rays that are emitted perpendicular to the substrate surface can be deflected.
  • the first direction corresponds to the first
  • a plurality of integrated optical circuits are arranged one above the other along the third main extension direction.
  • Circuits are, in particular, are arranged in parallel.
  • the advantage here is that the alignment effort between the optical circuits can be minimized and so a simple arrangement for deflecting the laser beams can be selected.
  • the deflection means comprises at least one lens.
  • the lens additionally deflects the optical beam which is emitted by the integrated optical circuits.
  • the lens has the particular advantage that this additional deflection is continuous and can thus be prevented that arise in the entire deflection range areas in which no rays can be deflected out.
  • the deflection means comprises a microlens array.
  • Circuits can be set differently and individually.
  • the deflection means comprises a multi-stage prism.
  • Figure 1 shows a schematic structure of the device for the deflection of
  • FIG. 2 shows a device for deflecting laser beams with a surface array which radiates in the plane of the substrate surface
  • Figure 4 shows a device for deflecting laser beams with multiple
  • FIG. 1 shows a schematic structure of the device 100 for deflecting laser beams.
  • the device 100 comprises a coherent light source 101, an integrated optical circuit 107 and a deflection means 108.
  • the integrated optical circuit 107 comprises at least one coupler 102 which
  • the integrated optical circuit 107 includes a plurality of waveguides 104 and a plurality of phase shifters 105 that adjust the phase of the light.
  • the phase shifters 105 are, for example, thermal, electro-optical, magneto-optical, MEMS-based or based on nonlinear optical effects.
  • the integrated optical circuit 107 further includes a plurality of emitting means 105 which inject the laser beams into the
  • the emission means 105 are, for example, grating couplers or mirrors when the first direction or the propagation direction of the
  • the emitting means 105 is
  • an edge coupler for example, an edge coupler.
  • the efficiency of the Aussendeschs 105 can be increased in the case of using an edge coupler, if in addition inverse Taper are connected downstream.
  • the inverse taper are required to design the optical directivity so that the optical power in the predetermined or desired deflection is maximized.
  • Deflection means 108 comprises an optical element which is in the propagation direction is arranged in the beam path of the laser beam. This optical element deflects the laser beam of each integrated optical circuit 107 in a direction different from the first direction and in the second direction, respectively. In other words, the optical element changes the propagation direction of each laser beam.
  • the optical element is designed such that adjacent integrated optical circuits cover slightly overlapping or adjacent areas, so that no non-scannable areas arise. This is ensured by the scan area of a single optical circuit overlapping the scan area of the adjacent optical circuit.
  • the deflection means 108 is for example a lens, a microlens array or a multi-stage prism.
  • the light beam or laser beam emitted by the coherent light source is conducted via the coupler 102 to the integrated optical circuit 107, at the output of which the deflection means 108 is arranged in the beam path of the first direction at a distance from the substrate of the integrated optical circuit 107.
  • the integrated optical circuits 107 comprise optical switches disposed between the coupler 102 and the waveguides 104.
  • each integrated optical circuit 107 may have its own light source 101.
  • FIG. 2 shows a device 200 for deflecting laser beams with a surface array which, by way of example, has two integrated optical circuits 207.
  • the surface array radiates in the plane of the substrate surface at one end of the respective substrates.
  • the device 200 comprises a coherent light source 201, optical switches 203 and a deflection means 208 in the form of a prism.
  • FIG. 2 shows the beam path 209 of the laser light at the output of the integrated optical circuits 207, the scanning regions 211 of the phased arrays in front of the deflection unit 208, and the deflected laser beams 210 after being deflected by the deflection means 208, as well as the scanning regions 212 of the phased arrays the deflection unit 208. Furthermore, an overlap 213 of the scan areas 212 is shown.
  • FIG. 3 shows a device 300 with several integrated optical devices
  • Circuits 307 which are arranged such that the Abstrahlebene or the Aussendeebene by the second Hauterstreckungscardi y and the third main extension direction z is spanned.
  • Circuit 307 emits laser beams along the first direction, which in this example coincides with the first main extent direction x.
  • each optical circuit 307 is capable of dynamically deflecting the optical beam so as to be variable along the second main extension direction y in a scan area.
  • the deflection means 308 transforms them
  • FIG. 3 shows, by way of example, the beam path 309 of the laser light at the output of the integrated optical circuits 307 and the deflected laser beams 310 after being deflected by the deflection means 308.
  • the deflection means 308 is an elliptical lens in this example.
  • FIG. 4 shows a plurality of integrated optical circuits 407, which are arranged such that the first main extension direction x and the second main extension direction y span the emission plane and the emission plane for the laser light, respectively.
  • the integrated optical circuits 407 are arranged such that the first main extension direction x and the second main extension direction y span the emission plane and the emission plane for the laser light, respectively.
  • Circuits 407 are on a common carrier substrate as
  • the deflection means 408 is arranged at a distance above the common carrier substrate.
  • FIG. 4 exemplarily shows the beam path 409 of the laser light at the output of the integrated optical circuits 407 and the deflected laser beams 410 after being deflected by the deflection means 408.
  • the deflection means 408 is an elliptical lens in this example.
  • the device 100, 200, 300 and 400 for deflecting laser beams is used, for example, in lidar systems, preferably for vehicles, in pico projectors or in head-up displays.

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Abstract

Vorrichtung (100) zur Ablenkung von Laserstrahlen mit mindestens einer Lichtquelle (101), die dazu eingerichtet ist Laserstrahlen zu erzeugen, und mindestens einer integrierten optischen Schaltung (107), wobei die integrierte optische Schaltung (107) auf einem Substrat angeordnet ist, wobei das Substrat eine erste Haupterstreckungsrichtung, eine zweite Haupterstreckungsrichtung und eine dritte Haupterstreckungsrichtung aufweist und die erste Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung eine Ebene der Substratoberfläche aufspannen und die dritte Haupterstreckungsrichtung orthogonal zur Ebene der Substratoberfläche angeordnet ist, wobei die integrierte optische Schaltung (107) mindestens einen Wellenleiter (104) und mindestens ein Aussendemittel (106) aufweist, wobei das Aussendemittel (106) als Ausgang der integrierten optischen Schaltung (107) fungiert und die Laserstrahlen entlang einer ersten Richtung aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablenkmittel (108) vorgesehen ist, das einen Abstand zum Substrat entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung oder entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung oder entlang der dritten Haupterstreckungsrichtung aufweist, wobei das Ablenkmittel (108) die Laserstrahlen entlang einer zweiten Richtung ablenkt, wobei die zweite Richtung von der ersten Richtung verschieden ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen.
Es sind Strahlablenkeinheiten basierend auf optischen Phasenschiebern bekannt, die ohne bewegliche Komponenten auskommen. Solche
Strahlablenkeinheiten dienen somit als Ersatz für mechanische Spiegel.
Typischerweise werden hierbei Ablenkwinkel im Bereich von ungefähr 5° - 15° erreicht.
Nachteilig ist hierbei, dass der Ablenkwinkel für Lidaranwendungen zu gering ist, da dort deutlich größere Ablenkwinkel benötigt werden.
Das Dokument US 2016/0049765 Al offenbart eine Vielzahl von
eindimensionalen Strahlformungschips, die ein zweidimensional scannendes Festkörperarray bilden, sodass ein dreidimensionales Umgebungsbild erfasst werden kann. Die Festkörperarrays sind dabei übereinander angeordnet und strahlen an einem Ende des jeweiligen Chips ab. Die Steuerungsrichtung liegt dabei in der Chipebene.
Nachteilig ist hierbei, dass die Ablenkwinkel der Laserstrahlen durch die
Ausrichtung des jeweiligen Festkörperarrays festgelegt sind. Mit anderen Worten die Auflösung in der vertikalen Ablenkdimension kann nicht verändert werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Ablenkwinkel zu verändern und zu vergrößern. Offenbarung der Erfindung
Die Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen umfasst mindestens eine
Lichtquelle, die dazu eingerichtet ist Laserstrahlen zu erzeugen, und mindestens eine integrierte optische Schaltung. Die integrierte optische Schaltung ist auf einem Substrat angeordnet. Das Substrat weist dabei eine erste
Haupterstreckungsrichtung, eine zweite Haupterstreckungsrichtung und eine dritte Haupterstreckungsrichtung auf. Die erste Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung spannen eine Ebene der
Substratoberfläche auf und die dritte Haupterstreckungsrichtung ist orthogonal zur Ebene der Substratoberfläche angeordnet. Die integrierte optische Schaltung weist mindestens einen Wellenleiter und mindestens ein Aussendemittel auf, wobei das Aussendemittel als Ausgang der integrierten optischen Schaltung fungiert und die Laserstrahlen entlang einer ersten Richtung aussendet.
Erfindungsgemäß ist ein Ablenkmittel vorgesehen, das einen Abstand zum
Substrat entlang der ersten Haupterstreckungsebene oder entlang der zweiten
Haupterstreckungsebene oder entlang der dritten Haupterstreckungsebene
aufweist, wobei das Ablenkmittel die Laserstrahlen entlang einer zweiten
Richtung ablenkt, wobei die zweite Richtung von der ersten Richtung
verschieden ist.
Der Vorteil ist hierbei, dass der Ablenkwinkel unabhängig von der Ausrichtung des Substrats veränderbar ist.
In einer Weiterbildung umfasst die integrierte optische Schaltung mindestens einen optischen Phasenschieber und mindestens zwei Aussendemittel. Mit
anderen Worten die integrierte optische Schaltung ist als phasengesteuerte
Gruppenantenne ausgestaltet. Eine phasengesteuerte Gruppenantenne ist auch unter dem Begriff optische Phased-Array-Antenne bekannt.
Der Vorteil ist hierbei, dass das Licht, das von den mindestens zwei Aussendemittel emittiert wird, inteferiert und dies durch den Phasenschieber gesteuert werden kann. Diese Steuerung erlaubt es den Strahl bereits entlang der ersten Richtung abzulenken. Das bedeutet die Richtung der Laserstrahlen am Ausgang der Aussendemittel kann von der Richtung der Laserstrahlen am Ausgang der Ablenkeinrichtung verschieden sein.
In einer Weiterbildung sind mehrere integrierte optische Schaltungen
vorgesehen, die als ein- oder zweidimensionales Array ausgestaltet sind und die auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sind. Mit anderen Worten die integrierten optischen Schaltungen bilden bzw. formen ein Flächenarray.
Vorteilhaft ist hierbei, dass mehrere Laserstrahlen gleichzeitig abgelenkt werden können und diese Laserstrahlen unterschiedliche Scanbereich abdecken können, d. h. eine Parallelisierung der Laserstrahlen erlauben. Je nach Position und Form des Ablenkmittels werden die Laserstrahlen, die von der optischen Schaltung emittiert werden, in verschiedene Richtungen abgelenkt. Mit anderen Worten das Ablenkmittel lenkt nicht jeden Strahl in die gleiche Richtung ab.
In einer weiteren Ausgestaltung entspricht die erste Richtung der dritten
Haupterstreckungsrichtung.
Der Vorteil ist hierbei, dass Strahlen, die senkrecht zur Substratoberfläche ausgesendet werden, abgelenkt werden können.
In einer Weiterbildung entspricht die erste Richtung der ersten
Haupterstreckungsrichtung oder der zweiten Haupterstreckungsrichtung.
Vorteilhaft ist hierbei, dass Strahlen, die in der Ebene der Substratoberfläche an einem Ende des Substrats der integrierten optischen Schaltungen, ausgesendet werden, abgelenkt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere integrierte optischen Schaltungen entlang der dritten Haupterstreckungsrichtung beabstandet übereinander angeordnet. Die Trägersubstrate auf denen sich die integrierten optischen
Schaltungen befinden, sind insbesondere parallel angeordnet. Der Vorteil ist hierbei, dass der Ausrichtungsaufwand zwischen den optischen Schaltungen minimiert werden kann und so eine einfache Anordnung zur Ablenkung der Laserstrahlen gewählt werden kann.
In einer Weiterbildung umfasst das Ablenkmittel mindestens eine Linse.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Linse den optischen Strahl, der von den integrierten optischen Schaltungen emittiert wird, zusätzlich ablenkt. Die Linse hat insbesondere den Vorteil, dass diese zusätzliche Ablenkung kontinuierlich ist und damit verhindert werden kann, dass im gesamten Ablenkbereich Bereiche entstehen, in die keine Strahlen hin abgelenkt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Ablenkmittel ein Mikrolinsenarray.
Der Vorteil ist hierbei, dass der Ablenkwinkelbereich für die optischen
Schaltungen unterschiedlich und individuell eingestellt werden kann.
In einer Weiterbildung umfasst das Ablenkmittel ein mehrstufiges Prisma.
Vorteilhaft ist hierbei, dass unterschiedliche Ablenkwinkel erreicht werden können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter
Ausführungsformen und beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau der Vorrichtung zur Ablenkung von
Laserstrahlen, Figur 2 eine Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen mit einem Flächenarray, das in der Ebene der Substratoberfläche abstrahlt,
Figur 3 eine Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen mit mehreren
Flächenarrays, die in der Ebene der Substratoberfläche abstrahlt und übereinander angeordnet sind und
Figur 4 eine Vorrichtung zur Ablenkung von Laserstrahlen mit mehreren
Flächenarrays, die senkrecht zur Ebene der Substratoberfläche abstrahlen.
Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau der Vorrichtung 100 zur Ablenkung von Laserstrahlen. Die Vorrichtung 100 umfasst eine kohärente Lichtquelle 101, eine integrierte optische Schaltung 107 und ein Ablenkmittel 108. Die integrierte optische Schaltung 107 umfasst mindestens einen Koppler 102, der
beispielsweise ein evaneszenter Koppler, ein Multimoden-Wellenleiter oder ein Lichtsplitter sein kann. Die integrierte optische Schaltung 107 umfasst mehrere Wellenleiter 104 und mehrere Phasenschieber 105, die die Phase des Lichts einstellen bzw. kontrollieren. Die Phasenschieber 105 sind beispielsweise thermisch, elektro-optisch, magneto-optisch, MEMS-basiert oder basieren auf nichtlinearen optischen Effekten. Die integrierte optische Schaltung 107 umfasst des Weiteren mehrere Aussendemittel 105, die die Laserstrahlen in die
Umgebung aussenden. Die Aussendemittel 105 sind beispielsweise Gitterkoppler oder Spiegel, wenn die erste Richtung bzw. die Ausbreitungrichtung der
Laserstrahlen parallel zur dritten Haupterstreckungsrichtung verläuft. Verläuft die erste Richtung bzw. die Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen parallel zur ersten Haupterstreckungrichtung oder zur zweiten Haupterstreckungsrichtung, d. h. in der Ebene der Substratoberfläche, ist das Aussendemittel 105
beispielsweise ein Kantenkoppler. Die Effizienz des Aussendemittels 105 kann im Fall der Verwendung eines Kantenkopplers erhöht werden, wenn zusätzlich inverse Taper nachgeschaltet sind. Die inversen Taper werden dazu benötigt die optische Richtcharakteristik so auszulegen, dass die optische Leistung im vorgegebenen bzw. gewünschten Ablenkbereich maximiert wird. Das
Ablenkmittel 108 umfasst ein optisches Element, das in der Ausbreitungsrichtung im Strahlengang des Laserstrahls angeordnet ist. Dieses optische Element lenkt den Laserstrahl einer jeden integrierten optischen Schaltung 107 in eine von der ersten Richtung verschiedene Richtung bzw. in die zweite Richtung ab. Mit anderen Worten das optische Element ändert die Ausbreitungsrichtung eines jeden Laserstrahls. Das optische Element ist derart ausgestaltet, dass benachbarte integrierte optische Schaltungen geringfügig überlappende oder angrenzende Bereiche abdecken, sodass keine nicht abtastbaren Bereiche entstehen. Dies wird sichergestellt, indem der Scanbereich einer einzelnen optischen Schaltung einen Überlapp mit dem Scanbereich der benachbarten optischen Schaltung aufweist. Das Ablenkmittel 108 ist beispielsweise eine Linse, ein Mikrolinsenarray oder ein mehrstufiges Prisma. Mit anderen Worten der von der kohärenten Lichtquelle ausgesendete Lichtstrahl bzw. Laserstrahl wird über den Koppler 102 auf die integrierte optische Schaltung 107 geleitet, wobei an deren Ausgang das Ablenkmittel 108 im Strahlengang der ersten Richtung beabstandet zum Substrat der integrierten optischen Schaltung 107 angeordnet ist. Optional weisen die integrierten optischen Schaltungen 107 optische Schalter auf, die zwischen dem Koppler 102 und den Wellenleitern 104 angeordnet sind. Alternativ kann auch jede integrierte optische Schaltung 107 eine eigene Lichtquelle 101 aufweisen.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung 200 zur Ablenkung von Laserstrahlen mit einem Flächenarray, das beispielhaft zwei integrierte optische Schaltungen 207 aufweist. Das Flächenarray strahlt dabei in der Ebene der Substratoberfläche an einem Ende der jeweiligen Substrate ab. Die Vorrichtung 200 umfasst eine kohärente Lichtquelle 201, optische Schalter 203 und ein Ablenkmittel 208 in Form eines Prismas. Des Weiteren zeigt Figur 2 den Strahlengang 209 des Laserlichts am Ausgang der integrierten optischen Schaltungen 207, sowie die Scanbereiche 211 der Phased Arrays vor der Ablenkeinheit 208 und die abgelenkten Laserstrahlen 210 nach der Ablenkung durch das Ablenkmittel 208, sowie die Scanbereiche 212 der Phased Arrays hinter der Ablenkeinheit 208. Des Weiteren ist ein Überlapp 213 der Scanbereiche 212 gezeigt.
Figur 3 zeigt eine Vorrichtung 300 mit mehreren integrierten optischen
Schaltungen 307, die derart angeordnet sind, dass die Abstrahlebene bzw. die Aussendeebene durch die zweite Hauterstreckungsrichtung y und die dritte Haupterstreckungsrichtung z aufgespannt wird. Jede integrierte optische
Schaltung 307 emittiert Laserstrahlen entlang der ersten Richtung, die in diesem Beispiel mit der ersten Haupterstreckungsrichtung x übereinstimmt. Zusätzlich ist jede optische Schaltung 307 in der Lage den optischen Strahl entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung y in einem Scanbereich dynamisch also veränderlich abzulenken. Das Ablenkmittel 308 transformiert diese
Ablenkbereich dann auf einen neuen Ablenkbereich. Figur 3 zeigt beispielhaft den Strahlengang 309 des Laserlichts am Ausgang der integrierten optischen Schaltungen 307 und die abgelenkten Laserstrahlen 310 nach der Ablenkung durch das Ablenkmittel 308. Das Ablenkmittel 308 ist in diesem Beispiel eine elliptische Linse.
Figur 4 zeigt mehrere integrierte optische Schaltungen 407, die derart angeordnet sind, dass die erste Haupterstreckungsrichtung x und die zweite Haupterstreckungsrichtung y die Abstrahlebene bzw. die Aussendeebene für das Laserlicht aufspannen. Mit anderen Worten die integrierten optischen
Schaltungen 407 sind auf einem gemeinsamen Trägersubstrat als
zweidimensionales Flächenarray angeordnet. Die Laserstrahlen werden in Richtung der dritten Haupterstreckungsrichtung z emittiert. Das Ablenkmittel 408 ist beabstandet oberhalb des gemeinsamen Trägersubstrats angeordnet. Figur 4 zeigt beispielhaft den Strahlengang 409 des Laserlichts am Ausgang der integrierten optischen Schaltungen 407 und die abgelenkten Laserstrahlen 410 nach der Ablenkung durch das Ablenkmittel 408. Das Ablenkmittel 408 ist in diesem Beispiel eine elliptische Linse.
Die Vorrichtung 100, 200, 300 und 400 zur Ablenkung von Laserstrahlen findet beispielsweise Anwendung in Lidarsystemen vorzugsweise für Fahrzeuge, in Pico- Projektoren oder in Head-up Displays.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (100) zur Ablenkung von Laserstrahlen mit
• mindestens einer Lichtquelle (101), die dazu eingerichtet ist Laserstrahlen zu erzeugen, und
• mindestens einer integrierten optischen Schaltung (107), wobei die integrierte optische Schaltung (107) auf einem Substrat angeordnet ist, wobei das Substrat eine erste Haupterstreckungsrichtung, eine zweite Haupterstreckungsrichtung und eine dritte Haupterstreckungsrichtung aufweist und die erste
Haupterstreckungsrichtung und die zweite Haupterstreckungsrichtung eine Ebene der Substratoberfläche aufspannen und die dritte Haupterstreckungsrichtung orthogonal zur Ebene der Substratoberfläche angeordnet ist,
• wobei die integrierte optische Schaltung (107) mindestens einen Wellenleiter (104) und mindestens ein Aussendemittel (106) aufweist, wobei das
Aussendemittel (106) als Ausgang der integrierten optischen Schaltung (107) fungiert und die Laserstrahlen entlang einer ersten Richtung aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Ablenkmittel (108) vorgesehen ist, das einen Abstand zum Substrat entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung oder entlang der zweiten
Haupterstreckungsrichtung oder entlang der dritten Haupterstreckungsrichtung aufweist, wobei das Ablenkmittel (108) die Laserstrahlen entlang einer zweiten Richtung ablenkt, wobei die zweite Richtung von der ersten Richtung verschieden ist.
2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte optische Schaltung (107) mindestens einen Phasenschieber (105) und mindestens zwei Aussendemittel (106) aufweist.
3. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere integrierte optische Schaltungen (107) vorgesehen sind, die auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet sind.
4. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtung die dritte Haupterstreckungsrichtung ist.
5. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtung die erste Haupterstreckungsrichtung oder die zweite Haupterstreckungsrichtung ist.
6. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägersubstrate mit mehreren optischen Schaltungen entlang der dritten Haupterstreckungsrichtung beabstandet übereinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkmittel (108) mindestens eine Linse umfasst.
8. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkmittel (108) ein Mikrolinsenarray umfasst.
9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkmittel (108) ein Prisma umfasst, insbesondere ein mehrstufiges Prisma.
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