[发明专利]一种片上相干检测的扫描同轴面阵收发机

权利要求书

1.一种片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，包括光开关阵列、收发检测矩阵和电开关阵列；

所述光开关阵列由一个1xN的光开关和N个1xM的分束器组成；所述光开关阵列的输入光信号通过1xN的光开关，得到N束光的分时输出，分别进入对应1xM的分束器，得到MxN的光信号输出矩阵；

所述电开关阵列由M个Nx1的电开关和M个模数转换器组成；

所述收发检测矩阵由MxN个像素单元组成，每个像素单元包括两级2x2分束器；第一级2x2分束器的第一输入口作为所述像素单元的输入口，接收所述光开关阵列对应位置的输出光信号，通过位于准直透镜焦平面的作为所述像素单元的收发口的第一输出口出射到自由空间，通过第二输出口传输至第二级2x2分束器的第一输入口，作为片上相干检测的参考光；自由空间返回的光信号通过所述第一级2x2分束器的第一输出口接收，经所述第一级2x2分束器的第二输入口传输至所述第二级2x2分束器的第二输入口，作为片上相干检测的信号光；所述第二级2x2分束器的两个输出口作为片上相干检测口，通过光电探测器转换成电信号后，作为所述电开关阵列对应位置的输入；

所述收发检测矩阵的MxN个像素单元中，每行的N个像素点通过Nx1的电开关，通向对应的模数转换器，对M行进行相同操作，实现对MxN个电信号的模数转换。

2.根据权利要求1所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述光开关阵列的输入光信号由依次连接的激光器、光调制器和光放大器生成。

3.根据权利要求2所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述激光器采用窄线宽激光器。

4.根据权利要求2所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述光调制器采用强度调制或相位调制方法，利用电光特性或声光特性实现调制；所述光放大器选用光纤放大器或半导体光放大器。

5.根据权利要求1所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述光开关阵列、所述收发检测矩阵和所述电开关阵列分别在不同的芯片上实现；所述光开关阵列在光子集成电路芯片上实现；所述电开关阵列在集成电路芯片上实现；所述收发检测矩阵通过光子集成电路芯片和集成电路芯片异质集成实现，具体实现方式为晶圆键合。

6.根据权利要求5所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述光开关阵列、所述收发检测矩阵和所述电开关阵列对应的芯片的集成方式采用：通过硅中介层连接，或者通过流片工艺直接将集成电路芯片和光子集成电路芯片流在同一芯片上，或者通过晶圆键合直接进行3D堆叠。

7.根据权利要求1-6任一项所述的片上相干检测的扫描同轴面阵收发机，其特征在于，所述光电探测器由平衡探测器和跨阻放大器实现，所述第二级2x2分束器的两个输出口连接所述平衡探测器的两个输入口，所述平衡探测器的输出口通过所述跨阻放大器进行放大，将电信号传输至所述电开关阵列。