[实用新型]光学天线及相控阵激光雷达有效
| 申请号： | 201821366509.8 | 申请日： | 2018-08-23 |
| 公开（公告）号： | CN208752196U | 公开（公告）日： | 2019-04-16 |
| 发明（设计）人： | 王鹏飞;徐洋;李召松;张冶金;于红艳;潘教青;王庆飞;田林岩 | 申请（专利权）人： | 北京万集科技股份有限公司 |
| 主分类号： | G01S7/481 | 分类号： | G01S7/481;G02B6/12;G02B6/14 |
| 代理公司： | 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 | 代理人： | 吴会英;刘芳 |
| 地址： | 100193 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 波导结构 环形光栅 保护层 间隔层 结构层 折射率 光学天线 条形波导 辐射型 模斑转换结构 激光雷达 圆形平板 相控阵 耦合区 衬底 本实用新型 二维扫描 辐射效率 依次设置 光波 发射 分时 硅层 预设 成功 | ||
1.一种光学天线，其特征在于，包括：SOI衬底，波导结构层，间隔层，环形光栅结构层及保护层；
在所述SOI衬底的顶部硅层形成所述波导结构层，在所述波导结构层的上方依次设置有间隔层，环形光栅结构层及保护层；
所述波导结构层包括：辐射型条形波导阵列，模斑转换结构和圆形平板耦合区，所述辐射型条形波导阵列和所述圆形平板耦合区之间通过所述模斑转换结构连接；
其中，所述环形光栅结构层的折射率与所述间隔层及所述保护层的折射率的差值均大于预设阈值且所述环形光栅结构层的折射率高于所述间隔层及所述保护层的折射率。
2.根据权利要求1所述的光学天线，其特征在于，所述辐射型条形波导阵列中每组波导的第一路波导和最后一路波导间的夹角为第一预设角度，所述辐射型条形波导阵列中的第一路波导和最后一路波导间的夹角大于或等于180°和第一预设角度之和；
其中，所述每组波导由相邻的n路波导构成，所述第一路波导至第n路波导构成第一组波导，第二路波导至第n+1路波导构成第二组波导，依此类推，第m-n+1路波导至第m路波导构成最后一组波导，m为所述辐射型条形波导阵列中的波导的总路数，n为每组波导的路数，n为大于或等于2的整数。
3.根据权利要求2所述的光学天线，其特征在于，所述辐射型条形波导阵列中相邻的两路波导的夹角为第二预设角度，所述第二预设角度小于10°。
4.根据权利要求1所述的光学天线，其特征在于，所述模斑转换结构为梯形结构或斜边为曲线的类梯形结构，所述模斑转换结构的长底边一侧靠近所述圆形平板耦合区。
5.根据权利要求1所述的光学天线，其特征在于，所述环形光栅结构层完全位于所述圆形平板耦合区的上方。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光学天线，其特征在于，所述环形光栅结构层中的光栅周期与所述圆形平板耦合区的有效折射率和工作波长相匹配，所述环形光栅结构层中光栅厚度和占空比满足以主瓣向上发射光的条件。
7.一种相控阵激光雷达，其特征在于，包括：光开关器件，调相器及光栅式光学天线或如权利要求1-6中任一项所述的光学天线；
其中，所述光栅式光学天线包括：辐射型条形波导阵列；
所述光学天线中的辐射型条形波导阵列中每一路波导前均设置有调相器和光开关器件；
所述光开关器件与对应的调相器光路连接，所述调相器与对应的波导光路连接；
每组波导及与所述每组波导对应的n个光开关器件及对应的n个调相器形成每组光路器件。
8.根据权利要求7所述的相控阵激光雷达，其特征在于，所述光学天线中的辐射型条形波导阵列的刻蚀深度与所述光学天线连接的前端器件的厚度一致。
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