[发明专利]一种中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置及方法

权利要求书

1.一种中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，包括激光器(1)、电光调制器(2)、任意函数发生器(3)、硫系芯片(4)、衍射光栅(5)以及光纤链路；所述的激光器(1)的输出端口连接电光调制器(2)的光源输入端口，所述的任意函数发生器(3)的波形输出端口连接电光调制器(2)的微波信号输入端口，所述的硫系芯片(4)的两端通过透镜光纤分别与电光调制器(2)的光信号输出端口和衍射光栅(5)连接。

2.根据权利要求1所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的硫系芯片(4)包括衬底(41)、硫系微环谐振腔(42)以及总线直波导(43)，所述的硫系微环谐振腔(42)和总线直波导(43)均设于衬底(41)的顶部，硫系微环谐振腔(42)与总线直波导(43)相互耦合。

3.根据权利要求2所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的硫系微环谐振腔(42)的微环半径值为50um～200um，微环厚度为0.7um～1um，微环的宽度为1.9um～2.5um，腔自由光谱FSR为130GHz～520GHz。

4.根据权利要求2所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的硫系芯片(4)的两端分别通过逆锥形波导与透镜光纤耦合。

5.根据权利要求4所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的逆锥形波导的长度值为200um～500um，尖端宽度值为100nm～150nm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的激光器(1)输出的激光为窄线宽光源，为中远红外波段，中心波长为9.5um～11um。

7.根据权利要求6所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的任意函数发生器(3)产生的波形为三角波的线性调频信号。

8.根据权利要求7所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，三角波的线性调频信号的带宽为1GHz-5GHz，调制速率为100KHz-10MHz。

9.根据权利要求7所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，其特征在于，所述的衍射光栅(5)每毫米有80～120刻痕，对中远红外频率梳光源进行分光衍射。

10.一种中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射方法，其特征在于，使用权利要求1至9任一项所述的中远红外波段的并行FMCW激光雷达发射装置，具体包括以下步骤：

激光器(1)发射泵浦光进入电光调制器(2)，同时任意函数发生器(3)产生特定波形进入电光调制器(2)对泵浦光进行频率啁啾调制；

调制光经过硫系芯片(4)，利用硫系芯片(4)的级联四波混频效应产生孤子频梳，将啁啾激光不失真地传递给所有产生的梳齿，并最终产生激光雷达所需的稳定光脉冲序列；

通过衍射光栅(5)将调制光衍射到空间各处。