端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备的制作方法

本申请涉及激光探测设备，尤其涉及一种端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备。

背景技术：

1、fmcw(frequency modulated continuous wave，调频连续波)激光雷达是一种基于线性调频光源和相干接收技术的高性能激光雷达，具有接收灵敏度高、抗环境光干扰等优点。相关技术中，fmcw激光雷达采用高集成度的硅光芯片实现光信号的收发，其需要将硅光芯片外部光源的输出光导入到硅光芯片上的发射波导，例如，将外部光源的输出光通过硅光芯片上的端面耦合器耦合到发射波导，这里就需要解决外部光与硅光芯片上端面耦合器的高效耦合技术，耦合损耗过大会影响硅光芯片的发射光功率并最终影响测距能力。

技术实现思路

1、相关技术中的端面耦合器通过常规的单根连续波导来耦合接收外部的光信号，耦合效率较低。

2、本申请实施例提供了一种端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，用于改善相关技术中端面耦合器耦合效率较低的现状。

3、第一方面，本申请实施例提供了一种端面耦合器，包括第一衬底、第一包层和传输波导。第一包层设置于所述第一衬底，所述第一包层包括主体部、两第一连接部与第二连接部。所述第一连接部连接于所述主体部，且沿所述第一方向延伸，两所述第一连接部沿所述第二方向相对设置；所述第二连接部连接于所述主体部，且沿所述第一方向延伸，所述第二连接部位于两所述第一连接部之间，所述第二连接部背离所述主体部的一端为所述端面耦合器的收光端。传输波导嵌设于所述第二连接部与所述主体部，所述传输波导包括沿所述第一方向设置的光栅部及传输部，所述光栅部位于所述传输部的光路上游。其中，所述第一方向为自所述端面耦合器的收光端指向出光端所确定的方向，所述第一方向、所述第二方向与所述第一衬底的厚度方向中的任意两者相互垂直。

4、第二方面，本申请实施例提供了一种光芯片，所述光芯片包括上述的端面耦合器，以接收来自所述光芯片之外的光信号，以使所述光信号进入所述光芯片，所述光芯片包括衬底、包层和发射波导模块。所述第一衬底为所述衬底的一部分。包层设于所述衬底，所述第一包层为所述包层的一部分。发射波导模块嵌设于所述包层，所述发射波导模块连接于所述传输部。

5、第三方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括光源模组以及上述的光芯片。光源模组用于生成光信号，光芯片用于经由所述端面耦合器接收所述光信号。

6、第四方面，本申请实施例提供了一种可移动设备，该可移动设备包括可移动的主体以及上述的激光雷达。

7、本申请的端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，将端面耦合器的第一包层设计成悬臂梁结构，第一包层的第二连接部构成用于初始接收光信号的一段波导结构，而传输波导构成用于接收第二连接部中传输的光信号的第二段波导结构。此外，传输波导包括光栅部，光栅部可以接收第二连接部中的光信号，并将该光信号进行模斑转换后传输至传输部，提升端面耦合器的耦合效率。

技术特征：

1.一种端面耦合器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述光栅部包括沿所述第一方向设置的第一光栅部及第二光栅部，所述第一光栅部位于所述第二光栅部的光路上游；

3.根据权利要求2所述的端面耦合器，其特征在于，沿所述第一方向，位于下游的所述第一光栅单元的宽度大于位于上游的所述第一光栅单元的宽度；

4.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述第二连接部包括第一部分及第二部分，所述第一部分位于所述第二部分的光路上游，所述传输波导嵌设于所述第二部分及所述主体部，沿所述第一方向，所述第一部分的截面轮廓逐渐缩小，所述第二部分的截面轮廓保持不变；

5.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，沿所述第一方向，所述传输部的截面轮廓逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一衬底对应所述第二连接部的部位设有凹槽，以使所述第二连接部相对于所述第一衬底悬空。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一包层还包括至少一对第三连接部；

8.一种光芯片，其特征在于，所述光芯片包括如权利要求1至7中任一项所述的端面耦合器，以接收来自所述光芯片之外的光信号，以使所述光信号进入所述光芯片，所述光芯片包括：

9.一种激光雷达，其特征在于，包括：

10.一种可移动设备，其特征在于，包括可移动的主体以及如权利要求9所述的激光雷达。

技术总结
本申请实施例公开了端面耦合器、光芯片、激光雷达及可移动设备，端面耦合器包括第一衬底、第一包层及传输波导，第一包层包括主体部、第一连接部与第二连接部，第二连接部位于两第一连接部之间，第二连接部背离主体部的一端为收光端；传输波导设于第二连接部与主体部，传输波导包括沿第一方向设置的光栅部及传输部，光栅部位于传输部的光路上游。本申请将第一包层设计成悬臂梁结构，该第二连接部构成用于初始接收光信号的一段波导结构，而传输波导构成用于接收第二连接部中传输的光信号的第二段波导结构。此外，传输波导包括光栅部，光栅部可以接收第二连接部中的光信号，并将该光信号进行模斑转换后传输至传输部，提升端面耦合器的耦合效率。

技术研发人员：王皓,董鹏辉,汪敬
受保护的技术使用者：深圳市速腾聚创科技有限公司
技术研发日：20230818
技术公布日：2024/1/22