1.一種制造芯片級(jí)掃描激光雷達(dá)的方法,包括:
在基板上形成用于傳輸波束的二維2D掃描微鏡;
在所述基板上形成用于接收波束的二維2D掃描微鏡;
在所述基板上形成激光二極管;
在所述基板上形成光檢測(cè)器;
在所述基板上形成耦合至所述激光二極管的前面的第一波導(dǎo);
在所述基板上形成耦合至所述第一波導(dǎo)的第一光柵外耦合器;
在所述基板上形成耦合至所述激光二極管的背面的第二波導(dǎo);
在所述基板上形成耦合至所述第二波導(dǎo)的第二光柵外耦合器;
在第一介電層中形成第一固定微鏡和第二固定微鏡;
在第二介電層中形成第三固定微鏡;
在第三介電層中形成對(duì)焦部件;
將所述第一、第二和第三介電層結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu);
在所述激光二極管和所述光檢測(cè)器上將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)至所述基板;以及
在所述激光二極管和所述光檢測(cè)器上將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)合至所述基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法:
其中在所述基板上形成激光二極管包括:
在第二基板上制造所述激光二極管;以及
將所述第二基板結(jié)合至所述基板;
其中在所述基板上形成光檢測(cè)器包括:
在第三基板上制造所述光檢測(cè)器;以及
將所述第三基板結(jié)合至所述基板;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法:
其中在所述基板上形成激光二極管包括:
使用分子、粘合劑或壓縮金屬結(jié)合技術(shù)將激光二極管材料層結(jié)合至所述基板;以及
處理所述激光二極管材料層從而形成所述激光二極管;
其中在所述基板上形成光檢測(cè)器包括:
使用分子、粘合劑或壓縮金屬結(jié)合技術(shù)將光檢測(cè)器材料層結(jié)合至所述基板;以及
處理所述光檢測(cè)器材料層從而形成所述光檢測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
所述第一波導(dǎo)、所述第二波導(dǎo)、所述第一光柵外耦合器和所述第二光柵外耦合器由在所述激光二極管的工作波長(zhǎng)中透明的材料層形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中:
所述材料層包括用于芯層的Si3N4以及用于包覆層的SiO2,用于對(duì)于長(zhǎng)波紅外線LWIR頻帶可見的所述激光二極管的工作波長(zhǎng),或者所述材料層包括用于芯層的Si以及用于包覆層的SiO2,用于在近紅外光至中紅外光頻帶中的所述激光二極管的工作波長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
在所述第一介電層中形成所述第一固定微鏡和所述第二固定微鏡包括有模塑技術(shù);
在所述第二介電層中形成所述第三固定微鏡包括有模塑技術(shù);并且
在所述第三介電層中形成對(duì)焦部件包括有模塑技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括:
在所述第三介電層中形成腔,從而為所述激光二極管和所述光檢測(cè)器提供豎直適應(yīng)空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中用于在所述基板上進(jìn)行接收的所述二維2D掃描微鏡包括2D掃描微鏡陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
所述激光二極管發(fā)出從紫外線UV到LWIR的任何光譜帶的光;并且
所述光檢測(cè)器接收從UV到LWIR的任何光譜帶的光。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
從所述激光二極管的背面發(fā)出的光用作用于對(duì)所述光檢測(cè)器的接收波束進(jìn)行相干檢測(cè)的本地振蕩器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中:
所述激光二極管在脈沖模式、準(zhǔn)-連續(xù)波CW模式,或調(diào)頻連續(xù)波FMCW模式下工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括在所述基板上形成后檢測(cè)激光雷達(dá)處理電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述對(duì)焦部件包括菲涅耳波帶片F(xiàn)ZP或微透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述激光二極管包括分布式布拉格反射鏡DBR激光器或分布式反饋DFB激光器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中用于所述接收波束的所述2D掃描微鏡配置為與用于所述傳輸波束的2D掃描微鏡同步地進(jìn)行掃描。
16.一種芯片級(jí)掃描激光雷達(dá),包括:
基板;
在所述基板上的、用于傳輸波束的二維2D掃描微鏡;
在所述基板上的、用于接收波束的二維2D掃描微鏡;
在所述基板上的激光二極管;
在所述基板上的光檢測(cè)器;
在所述基板上的、耦合至所述激光二極管的前面的第一波導(dǎo);
在所述基板上的、耦合至所述第一波導(dǎo)的第一光柵外耦合器;
在所述基板上的、耦合至所述激光二極管的背面的第二波導(dǎo);
在所述基板上的、耦合至所述第二波導(dǎo)的第二光柵外耦合器;
在介電層中的第一固定微鏡,所述第一固定微鏡光耦合至所述第一光柵外耦合器;
在所述介電層中的第二固定微鏡,所述第二固定微鏡光耦合至所述第二光柵外耦合器;
在所述介電層中的第三固定微鏡,所述第三固定微鏡光耦合至用于所述接收波束的所述二維2D掃描微鏡;以及
在所述介電層中的對(duì)焦部件,所述對(duì)焦部件光耦合至所述第三固定微鏡;
其中所述光檢測(cè)器光耦合至所述第二固定微鏡和所述第三固定微鏡,用于相干檢測(cè);并且
其中所述介電層在所述激光二極管和所述光檢測(cè)器上與所述基板對(duì)準(zhǔn)并結(jié)合至所述基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中:
所述第一波導(dǎo)、所述第二波導(dǎo)、所述第一光柵外耦合器以及所述第二光柵外耦合器包括在所述激光二極管的工作波長(zhǎng)中透明的材料層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的激光雷達(dá),其中:
所述材料層包括用于芯層的Si3N4以及用于包覆層的SiO2,用于對(duì)于長(zhǎng)波紅外線LWIR頻帶可見的所述激光二極管的工作波長(zhǎng),或者所述材料層包括用于芯層的Si以及用于包覆層的SiO2,用于在近紅外光至中紅外光頻帶中的所述激光二極管的工作波長(zhǎng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),進(jìn)一步包括:
在所述介電層中為所述激光二極管和所述光檢測(cè)器提供豎直適應(yīng)空間的腔。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中在所述基板上用于進(jìn)行接收的所述二維2D掃描微鏡包括二維掃描微鏡陣列。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中:
所述激光二極管發(fā)出從紫外線UV到LWIR的任何光譜帶的光;并且
所述光檢測(cè)器接收從UV到LWIR的任何光譜帶的光。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中:
所述激光二極管在脈沖模式、準(zhǔn)-連續(xù)波CW模式,或調(diào)頻連續(xù)波FMCW模式下工作。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),進(jìn)一步包括在所述基板上的后檢測(cè)激光雷達(dá)處理電路。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中所述對(duì)焦部件包括菲涅耳波帶片F(xiàn)ZP或微透鏡。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中所述激光二極管包括分布式布拉格反射鏡DBR激光器或分布式反饋DFB激光器。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá),其中用于所述接收波束的2D掃描微鏡配置為與用于所述傳輸波束的2D掃描微鏡同步地進(jìn)行掃描。