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基于硅基外腔芯片的窄線寬連續調頻激光器

2022-03-28 13:18:54
云上高博會 http://www.gxf2npi.xyz
關鍵詞: 調頻激光器
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所屬領域:
電子信息
項目成果/簡介:

1. 痛點問題

激光雷達在自動駕駛等領域有重要應用。基于調頻連續波技術的激光雷達(FMCW Lidar)有著探測距離遠、抗干擾和同時測速等優勢,被認為是最具應用潛力的激光雷達。激光光源是FMCW激光雷達的核心器件之一,FMCW光源的調頻非線性會嚴重影響激光雷達的分辨率,導致有效工作距離縮短,阻礙激光雷達性能的提升。

2. 解決方案

本成果預期解決目前調頻連續波激光雷達(FMCW Lidar)中光源調頻非線性的問題。本成果提出一種基于硅基外腔芯片的窄線寬激光器,通過無源硅基外腔芯片反射波長中心頻率和反射相位的聯合調諧,可以實現高線性的激光輸出頻率調諧,其原理架構與和實驗驗證結果如圖1所示。從而突破了傳統FMCW光源直接通過電流調制進行調頻導致的非線性限制,直接產生高線性連續調頻光信號。

合作需求

1、需要融資1800~2000萬元,完成研發實驗室及一期生產線的建設,以及前期工程樣品的開發;

2、需要800平米左右萬級超凈廠房及配套辦公面積,希望有興趣的地區或者園區能夠提供優惠的政策與支持;

3、歡迎FMCW激光雷達廠家及其它對FMCW光源有需求的客戶合作,聯合測試、共同開發;

4、歡迎在硅光設計、光有源、無源耦合及自動化生產等方面的技術、管理專家加盟,共同打造激光雷達的中國光芯,共創美好未來。

項目階段:

本項目擬進行科技成果轉化,計劃批量制造FMCW光源,并與Lidar廠家開展合作,提供定制化服務,由于產品技術含量高,可望實現較高的毛利率水平。

團隊擬投入1800萬元實現功能樣品和建立一期產品生產線。其中擬投入700萬元研發經費繼續開發,包括繼續改善設計、硅光芯片流片驗證、封裝耦合工藝開發完善、樣品送測并繼續改進等,將本技術轉換為實用化產品。初級樣品驗證合格后,擬投入600元新建耦合封裝一期生產線,用于FMCW光源產品的批量生產,并將根據市場反饋決定是否繼續擴產。

本項目目標客戶主要為FMCW Lidar整機廠商,目前已經和華為、摩爾芯光、杭州視光、萬集科技等FMCW Lidar的頭部企業進行了前期技術交流,客戶對本項目技術方案可能實現的高線性非常感興趣,希望能夠加快開發進度,盡快提供可測試的樣品,并愿意展開長期合作。

效益分析:

目前解決FMCW光源調頻非線性主要采用對光源加光鎖相環(OPLL)進行反饋控制,提高光源的調頻線性度以滿足Lidar系統的要求。如2021年3月,Aurora以一億美金價格收購團隊來自加州大學伯克利分校的FMCW激光雷達初創公司OURS就是采用這一方案。但OPLL結構復雜,而且存在參考臂延遲光纖(約幾十米長度),使得整個Lidar難以真正實現固態化、集成化,穩定性也受到影響。目前市場急需一種全固態的解決方案,并要求可以提供滿足Lidar系統要求的超高線性度。

初步實驗表明,本方案制作的光源可以實現高線性度的調頻信號,其輸出激光線寬小于3KHz,調頻范圍大于5GHz,線性度可高達10-8,線性度比傳統調頻光源技術高3個量級。基于本技術可以制造高線性度的FMCW光源,提供給FMCW Lidar廠家,作為Lidar的光源核心部件。

知識產權類型:
發明專利
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