Optical phased array-teknologi er en ny type stråleavbøyningskontrollteknologi, som har fordelene med fleksibilitet, høy hastighet og høy presisjon.

For tiden er de fleste undersøkelser på den optiske fasede matrisen av flytende krystall, optisk bølgeleder og mikroelektromekaniske system (MEMS). Det vi bringer til deg i dag er de relaterte prinsippene for den optiske fasede serien av optiske bølgeledere.

Den fasede optiske bølgelederen bruker hovedsakelig den elektrooptiske effekten eller den termoptiske effekten av det dielektriske materialet for å få lysstrålen til å avbøyes etter å ha passert gjennom materialet.

Optisk Waveguide Phased Array Based på Eelektro-Optical Eeffekt

Den elektro-optiske effekten av krystallen er å påføre et eksternt elektrisk felt på krystallen, slik at lysstrålen som passerer gjennom krystallen produserer en faseforsinkelse relatert til det eksterne elektriske feltet. Basert på den primære elektro-optiske effekten av krystallen, er faseforsinkelsen forårsaket av det elektriske feltet proporsjonal med den påførte spenningen, og faseforsinkelsen til lysstrålen som passerer gjennom den optiske bølgelederkjernen kan endres ved å kontrollere spenningen på elektrodelag av hver optisk bølgelederkjerne. For den fasede oppstillingen av optiske bølgeledere med N-lags bølgeleder, er prinsippet vist i figur 1: overføringen av lysstråler i hvert kjernelag kan kontrolleres uavhengig, og dets periodiske diffraksjonslysfeltfordelingsegenskaper kan forklares med gitterdiffraksjonsteori . Ved å kontrollere den påførte spenningen på kjernelaget i henhold til en bestemt regel for å oppnå den tilsvarende faseforskjellsfordelingen, kan vi kontrollere interferensfordelingen av lysintensiteten i det fjerne feltet. Resultatet av interferensen er en lysstråle med høy intensitet i en bestemt retning, mens lysbølgene som sendes ut fra fasekontrollenhetene i andre retninger opphever hverandre, for å realisere avbøyningsskanningen av lysstrålen.

Fig. 1 Prinsipper for rist basert på Elektro-Optisk effekt av faset array av optisk bølgeleder

Optisk Waveguide Phased Array basert på termo-optisk effekt

Krystall’s termoptiske effekt refererer til fenomenet at krystallens molekylære arrangement endres ved oppvarming eller avkjøling av krystallen, noe som fører til at de optiske egenskapene til krystallen endres med endringen i temperaturen. På grunn av krystallens anisotropi har den termoptiske effekten forskjellige manifestasjoner, som kan være endringen av halvakselengden til indikatoren, eller endringen av den optiske aksevinkelen, konverteringen av det optiske akseplanet, rotasjon av indikatoren, og så videre. I likhet med den elektrooptiske effekten, har den termoptiske effekten lignende innflytelse på strålens avbøyning. Ved å endre varmeeffekten for å endre den effektive brytningsindeksen til bølgelederen, kan vinkelavbøyningen i den andre retningen oppnås. Figur 2 er et skjematisk diagram av en optisk bølgeleder faset oppstilling basert på den termoptiske effekten. Den fasede arrayen er uensartet arrangert og integrert på en 300 mm CMOS-enhet for å oppnå høyytelses skanningsavbøyning.

Fig. 2 Prinsipper for den fasede oppstillingen av optisk bølgeleder basert på den termo-optiske effekten