Optyczna technologia Phased Array to nowy rodzaj technologii kontroli odchylenia wiązki, który ma zalety elastyczności, dużej prędkości i wysokiej precyzji.

Obecnie większość badań dotyczy optycznego układu fazowego ciekłokrystalicznego, falowodu optycznego i systemu mikroelektromechanicznego (MEMS). To, co dziś przedstawiamy, to powiązane zasady optycznego układu fazowanego falowodu optycznego.

Układ fazowany falowodu optycznego wykorzystuje głównie efekt elektrooptyczny lub efekt termooptyczny materiału dielektrycznego, aby wiązka światła odchylała się po przejściu przez materiał.

Optyczny Waveguide Phased Array Based on Eelektro-OPticglin Eefekt

Efekt elektrooptyczny kryształu polega na przyłożeniu zewnętrznego pola elektrycznego do kryształu, tak aby wiązka światła przechodząca przez kryształ wytwarzała opóźnienie fazowe związane z zewnętrznym polem elektrycznym. W oparciu o pierwotny efekt elektrooptyczny kryształu opóźnienie fazowe spowodowane przez pole elektryczne jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia, a opóźnienie fazowe wiązki światła przechodzącej przez rdzeń światłowodu można zmienić kontrolując napięcie na warstwa elektrody każdego rdzenia światłowodu. W przypadku fazowanego układu falowodów optycznych z falowodem N-warstwowym zasada jest pokazana na rysunku 1: transmisja wiązek światła w każdej warstwie rdzenia może być kontrolowana niezależnie, a jej charakterystykę okresowego dyfrakcyjnego rozkładu pola światła można wyjaśnić za pomocą teorii dyfrakcji siatki . Kontrolując napięcie przyłożone do warstwy rdzenia zgodnie z pewną zasadą, aby uzyskać odpowiedni rozkład różnicy faz, możemy kontrolować rozkład interferencji natężenia światła w polu dalekim. Wynikiem interferencji jest wiązka światła o dużym natężeniu w określonym kierunku, podczas gdy fale świetlne emitowane z jednostek sterujących fazą w innych kierunkach znoszą się wzajemnie, aby zrealizować skanowanie odchylania wiązki światła.

Rys. 1 Zasady kratowania na podstawie Elektro-Ooptyczny efekt szyku fazowanego falowodu optycznego

Fazowa tablica falowodów optycznych oparta na efekcie termooptycznym

Kryształ’Efekt termooptyczny odnosi się do zjawiska, że ​​układ molekularny kryształu zmienia się poprzez ogrzewanie lub chłodzenie kryształu, co powoduje zmianę właściwości optycznych kryształu wraz ze zmianą temperatury. Ze względu na anizotropię kryształu efekt termooptyczny ma różne przejawy, którymi może być zmiana długości półosi wskaźnika, zmiana kąta osi optycznej, przekształcenie płaszczyzny osi optycznej, rotacja wskaźnika i tak dalej. Podobnie jak efekt elektrooptyczny, efekt termooptyczny ma podobny wpływ na ugięcie wiązki. Zmieniając moc grzewczą w celu zmiany efektywnego współczynnika załamania falowodu, można uzyskać ugięcie kątowe w przeciwnym kierunku. Figura 2 jest schematycznym diagramem fazowanego układu falowodów optycznych w oparciu o efekt termooptyczny. Fazowana macierz jest nierównomiernie ułożona i zintegrowana z urządzeniem CMOS o średnicy 300 mm, aby uzyskać wysokowydajne ugięcie podczas skanowania.

Rys. 2 Zasada działania fazowanego układu falowodu optycznego w oparciu o efekt termooptyczny