[发明专利]波导转换芯片及激光雷达

说明书

本申请是关于一种波导转换芯片及激光雷达。该波导转换芯片包括：基底层；至少一个波导转换件，所述波导转换件嵌入所述基底层，以使所述波导转换件具有第一耦合端和第二耦合端，所述第一耦合端用于接收所述回波光聚焦后的光斑，所述光斑与所述第一耦合端具有重叠区域，所述第二耦合端用于单模式的输出。本申请提供的波导转换芯片及激光雷达，能够改善走离效应对激光雷达的影响，保证回波光的接收效率以提高激光雷达整体性能。

技术领域

本申请涉及激光探测与测量领域，尤其涉及一种波导转换芯片及激光雷达。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束对目标的位置和速度等特征量进行探测与测量的雷达系统，其工作原理是向目标发射激光信号，然后将接收到的从目标反射回来的激光回波与发射的激光信号进行比较，做适当处理后，就可获得目标的有关信息。随着科技的不断发展，激光雷达的应用越来越广泛，例如，无人驾驶、智能机器人等具有高精需求的产业中，一般采用FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)激光雷达。而在目前的FMCW激光雷达系统中，采用机械马达或MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)振镜实现发射光的光束扫描是比较成熟的方案，可以保证较高的光束质量和较远的发射距离。但是机械马达或MEMS振镜在需要较高转动的角速度转动扫描时，容易出现走离效应(walk-off效应)，造成激光雷达降低或丧失探测信号光的能力。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种波导转换芯片及激光雷达，能够改善走离效应对激光雷达的影响，保证回波光的接收效率以提高激光雷达整体性能。

本申请第一方面提供一种波导转换芯片，用于激光雷达，所述激光雷达能够形成携带目标信息的回波光，所述波导转换芯片包括：

基底层；

至少一个波导转换件，所述波导转换件嵌入所述基底层，以使所述波导转换件具有第一耦合端和第二耦合端，所述第一耦合端用于接收所述回波光聚焦后的光斑，所述光斑与所述第一耦合端具有重叠区域，所述第二耦合端用于单模式的输出。

在一实施例中，所述波导转换件包括锥形波导，所述第一耦合端和所述第二耦合端分别位于所述锥形波导延伸方向的两端，

在第一方向，所述第一耦合端的宽度大于所述第二耦合端的宽度。

在一实施例中，所述波导转换件包括锥形波导，以及与所述锥形波导连接的多模波导和/或单模波导；

所述锥形波导用于连接所述多模波导一端的尺寸与所述多模波导尺寸匹配，所述锥形波导用于连接所述单模波导一端的尺寸与所述单模波导尺寸匹配。

在一实施例中，所述波导转换件包括连接的锥形波导、多模波导和单模波导，所述多模波导、所述单模波导分别位于所述锥形波导的两侧，所述第一耦合端位于所述多模波导远离所述单模波导的一侧，所述第二耦合端位于所述单模波导远离所述多模波导的一侧，

在第一方向，所述第一耦合端的宽度大于所述第二耦合端的宽度；或者，

所述波导转换件包括连接的锥形波导和多模波导，所述第一耦合端位于所述多模波导远离所述锥形波导的一侧，所述第二耦合端位于所述锥形波导远离所述多模波导的一侧，

在第一方向，所述第一耦合端的宽度大于所述第二耦合端的宽度，或者，

所述波导转换件包括连接的锥形波导和单模波导，所述第一耦合端位于所述锥形波导远离所述单模波导的一侧，所述第二耦合端位于所述单模波导远离所述锥形波导的一侧，

在第一方向，所述第一耦合端的宽度大于所述第二耦合端的宽度。