[发明专利]一种可见光稀疏阵波导光学相控阵

说明书

本发明公开了一种可见光稀疏阵波导光学相控阵，包括：光耦合器：用于对获取的光信号进行耦合处理；光分束器：用于对经过耦合处理的光信号进行分光处理，得到子信号；相移阵列：与所述光分束器连接，用于对所述子信号的相位进行调控，得到目标子信号；波导阵列：用于对经过耦合处理的光信号、所述子信号以及所述目标子信号进行传输；稀疏天线阵列：与所述相移阵列连接，用于向自由空间散射所述目标子信号。本发明通过稀疏阵优化光学相控阵的阵元，解决了光学相控阵在可见光波段的栅瓣问题，实现大视场扫描。

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，尤其涉及一种可见光稀疏阵波导光学相控阵。

背景技术

传统商用激光雷达一般采用机械旋转的方式进行扫描，系统复杂、扫描速度慢，且重量、体积大，不利于集成，因此无法满足器件小型化要求。液晶相控阵雷达扫描速度慢，不利于集成，也无法满足器件小型化需求。基于微机电系统的光学相控阵虽然扫描速度快，但是扫描角度有限。而波导光学相控阵雷达扫描速度快，可实现高度集成化，是最有前途的全固态激光雷达方案。

目前，基于绝缘体上硅的光学相控阵雷达由于硅材料的吸收特性，只能工作在大于1100nm的波长，无法工作在可见光波段，因此，在某些可见光场景中的应用受到限制。常用的可以工作在可见光波段的波导光学相控阵雷达，由于波导光串扰的影响，天线之间的间距无法满足小于工作波长的一半，当增大天线之间的间距时，会出现栅瓣问题，从而限制了波导光学相控阵雷达的扫描角度，过小的扫描角度限制了波导光学相控阵雷达的应用和发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可见光稀疏阵波导光学相控阵，通过稀疏阵优化波导光学相控阵中的阵元分布，在满足器件小型化的集成需求的条件下，扩大光学相控阵天线的扫描角度，旨在解决现有的波导光学相控阵雷达扫描角度过小的技术问题。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案如下：

一种可见光稀疏阵波导光学相控阵，包括：

光耦合器：用于对获取的光信号进行耦合处理；

光分束器：用于对经过耦合处理的光信号进行分光处理，得到子信号；

相移阵列：与所述光分束器连接，用于对所述子信号的相位进行调控，得到目标子信号；

波导阵列：用于对经过耦合处理的光信号、所述子信号以及所述目标子信号进行传输；

稀疏天线阵列：与所述相移阵列连接，用于向自由空间发射所述目标子信号。

可选地，所述光分束器对经过耦合处理的光信号进行等强度的分光处理，得到等强度的子信号。

可选地，所述相移阵列包括电控制器和多个相移器，所述电控制器与所述多个相移器连接：

所述电控制器向所述相移器通电，以对所述相移器阵列的温度进行调控。

可选地，所述波导阵列由波导构成，所述相移阵列中的多个相移器包括与所述电控制器连接的第一相移器，所述第一相移器还与所述波导阵列中的第一波导连接：

当所述电控制器向所述第一相移器通电，以对所述第一相移器的温度进行调控时，所述第一相移器通过自身温度对所述第一波导的温度进行调控，以调节所述第一波导的折射率，所述第一波导通过改变折射率对所述子信号的相位进行调控。

可选地，所述稀疏阵波导光学相控阵还包括光源，所述光源用于发射光信号。

可选地，所述光耦合器获取所述光源发射的光信号，并对所述光信号进行耦合处理，以将所述光信号耦合到所述稀疏阵波导光学相控阵的波导阵列中进行传输。