Optical phased array-teknologi er en ny type stråleafbøjningskontrolteknologi, som har fordelene ved fleksibilitet, høj hastighed og høj præcision.

På nuværende tidspunkt er de fleste undersøgelser på det optiske fasede array af flydende krystal, optisk bølgeleder og mikroelektromekaniske system (MEMS). Det, vi bringer til dig i dag, er de relaterede principper for det optiske fasede array af optiske bølgeledere.

Det optiske bølgelederfasede array bruger hovedsageligt den elektro-optiske effekt eller termoptiske effekt af det dielektriske materiale til at få lysstrålen til at afbøje efter at have passeret gennem materialet.

Optisk Waveguide Phased Array Based på Eelektro-Optical Eeffekt

Krystallens elektro-optiske effekt er at påføre et eksternt elektrisk felt på krystallen, så lysstrålen, der passerer gennem krystallen, frembringer en faseforsinkelse relateret til det eksterne elektriske felt. Baseret på den primære elektro-optiske effekt af krystallen er faseforsinkelsen forårsaget af det elektriske felt proportional med den påførte spænding, og faseforsinkelsen af ​​lysstrålen, der passerer gennem den optiske bølgelederkerne, kan ændres ved at styre spændingen på elektrodelag af hver optisk bølgelederkerne. For det fasedelte array af optiske bølgeledere med N-lags bølgeleder er princippet vist i figur 1: transmissionen af ​​lysstråler i hvert kernelag kan styres uafhængigt, og dets periodiske diffraktionslysfeltfordelingskarakteristika kan forklares ved gitterdiffraktionsteori . Ved at styre den påførte spænding på kernelaget i henhold til en bestemt regel for at opnå den tilsvarende faseforskelfordeling, kan vi styre interferensfordelingen af ​​lysintensiteten i det fjerne felt. Resultatet af interferensen er en lysstråle med høj intensitet i en bestemt retning, mens de lysbølger, der udsendes fra fasestyringsenhederne i andre retninger, ophæver hinanden for at realisere afbøjningsscanningen af ​​lysstrålen.

Fig. 1 Principper for rist baseret på Elektro-Optisk effekt af faset array af optisk bølgeleder

Optisk Waveguide Phased Array baseret på termo-optisk effekt

Krystal’s termoptiske effekt refererer til det fænomen, at krystallens molekylære arrangement ændres ved at opvarme eller afkøle krystallen, hvilket får krystallens optiske egenskaber til at ændre sig med temperaturændringen. På grund af krystallens anisotropi har den termoptiske effekt forskellige manifestationer, som kan være ændringen af ​​indikatorens halvakse længde eller ændringen af ​​den optiske akse vinkel, konverteringen af ​​det optiske akseplan, rotation af indikatoren og så videre. Ligesom den elektro-optiske effekt, har den termo-optiske effekt lignende indflydelse på afbøjningen af ​​strålen. Ved at ændre varmeeffekten for at ændre det effektive brydningsindeks for bølgelederen, kan vinkelafbøjningen i den anden retning opnås. Figur 2 er et skematisk diagram af et optisk bølgelederfaset array baseret på den termo-optiske effekt. Det fasede array er ikke-ensartet arrangeret og integreret på en 300 mm CMOS-enhed for at opnå højtydende scanningsafbøjning.

Fig. 2 Principper for det fasede array af optisk bølgeleder baseret på den termo-optiske effekt