[发明专利]利用SOI基光电子元件的激光雷达系统

摘要

一种紧凑的集成激光雷达系统利用SOI基光电子元件，与目前的激光雷达系统相比，该系统提供了更低的成本和更高的可靠性。优选地，SOI基激光雷达发射机和SOI基激光雷达接收机(光学元件和电子元件两者)集成在一个模块中。利用部分该SOI层以及应用众所周知的CMOS制造工艺(例如：制模，蚀刻，掺杂)构成各种光学和电子元件，包括在SOI层上形成附加层来提供所需的设备。激光源本身附属于SOI装置并且通过集成模块设备(例如马赫-曾德尔干涉仪，即MZI)与其连接，来提供该扫描激光输出信号(例如由一个电子(编码器)输入至MZI来控制扫描)。返回的被反射的光信号被集成在SOI装置中的光电探测器接收，然后在此处转变为电信号，经过各种类型的信号处理，以便进行所需类型的信号性质/特征分析。

主权项

1. 一种构成在绝缘体上硅(SOI)结构中的集成激光雷达系统，该集成激光雷达系统包括：激光雷达发射机，其配置在所述SOI结构上，并包括激光源、与所述激光源输出相耦合的聚焦透镜、配置成用于接收来自所述聚焦透镜的聚焦输出的光调制器及配置在所述光学调制器输出上的准直透镜，该准直透镜用于输出耦合来自所述SOI结构的光信号并将所述光信号指向一个预定目标，所述激光雷达发射机更进一步包括在所述SOI结构的表面硅层中构成的光波导，其用于提供所述激光源、聚焦透镜、光调制器和准直透镜之间的耦合；以及激光雷达接收机，其配置在所述SOI结构上，并包括用于接收来自所述预定目标的反射信号的聚焦透镜、配置成用于截取由所述聚焦透镜俘获的聚焦光信号并生成电输出信号的光电探测器，以及用于分析所生成的所述电输出信号和确定关于所述预定目标的信息的信号处理装置。