[发明专利]连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片及雷达系统

说明书

本发明公开了一种连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片及雷达系统。连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片包括：第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、耦合器和光电探测器。第一可调谐激光器用于产生具有第一频率的第一光信号；第二可调谐激光器用于产生具有第二频率的第二光信号；耦合器用于将第一光信号和第二光信号进行合波，并将合波光信号分解为功率相等的第一输出信号和第二输出信号输出；光电探测器用于将第一输出信号转化为太赫兹波信号并向外辐射；其中，第一可调谐激光器、第二可调谐激光器、耦合器和光电探测器均形成于同一基片上。本发明可以实现太赫兹波雷达的集成化和小型化，并提高系统的稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及激光器半导体技术领域，尤其涉及一种连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片及雷达系统。

背景技术

雷达是一种利用电磁波探测目标的电子设备，它可以通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，以此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率、方位、高度等信息。随着波长的变短，雷达的探测精度会随之上升。太赫兹波因其波长短、频率丰富的特点逐渐成为高精度、反隐身雷达的发展方向之一。然而，目前的太赫兹波雷达系统中的太赫兹波源和太赫兹波发射器等均为分立器件，导致雷达系统的体积庞大，系统稳定性和可靠性较差，难以满足低成本、小型化、批量化的市场要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片及雷达系统，以实现太赫兹波雷达的集成化和小型化，并提高系统的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片，包括：

第一可调谐激光器，包括输出端；所述第一可调谐激光器用于产生具有第一频率的第一光信号；

第二可调谐激光器，包括输出端；所述第二可调谐激光器用于产生具有第二频率的第二光信号；

耦合器，包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；所述耦合器的第一输入端与所述第一可调谐激光器的输出端连接，所述耦合器的第二输入端与所述第二可调谐激光器的输出端连接；所述耦合器用于将所述第一光信号和所述第二光信号进行合波，并将合波光信号分解为功率相等的第一输出信号和第二输出信号；其中，所述第一输出信号由第一输出端输出，所述第二输出信号由第二输出端输出；

光电探测器，包括输入端和输出端；所述光电探测器的输入端与所述耦合器的第一输出端连接；所述光电探测器用于将所述第一输出信号转化为太赫兹波信号并向外辐射；

其中，所述第一可调谐激光器、所述第二可调谐激光器、所述耦合器和所述光电探测器均形成于同一基片上。

可选地，所述第一可调谐激光器和所述第二可调谐激光器沿所述基片的宽度方向排列；所述第一可调谐激光器、所述耦合器和所述光电探测器沿所述基片的长度方向排列。

可选地，所述第一可调谐激光器和所述第二可调谐激光器的结构相同；且所述第一可调谐激光器和所述第二可调谐激光器关于所述基片短边的中轴线对称。

可选地，所述连续调频太赫兹波雷达单片光子集成芯片还包括：

第一光放大器，包括输入端和输出端；所述第一光放大器的输入端与所述第一可调谐激光器的输出端连接，所述第一光放大器的输出端与所述耦合器的第一输入端连接；

第二光放大器，包括输入端和输出端；所述第二光放大器的输入端与所述第二可调谐激光器的输出端连接，所述第二光放大器的输出端与所述耦合器的第二输入端连接。

可选地，所述第一可调谐激光器与所述第一光放大器通过无源波导连接、所述第一光放大器与所述耦合器通过无源波导连接、所述第二可调谐激光器与所述第二光放大器通过无源波导连接、所述第二光放大器与所述耦合器通过无源波导连接、以及所述耦合器与所述光电探测器通过无源波导连接。