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基于硅基外腔芯片的窄線寬連續調頻激光器
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。
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。
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。
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