Optische phased array-technologie is een nieuw type straalafbuigingscontroletechnologie, die de voordelen heeft van flexibiliteit, hoge snelheid en hoge precisie.

Op dit moment zijn de meeste onderzoeken gericht op de optische phased array van vloeibaar kristal, optische golfgeleider en micro-elektromechanisch systeem (MEMS). Wat we u vandaag brengen, zijn de gerelateerde principes van de optische phased array van optische golfgeleiders.

De phased array van optische golfgeleiders gebruikt voornamelijk het elektro-optische effect of thermo-optische effect van het diëlektrische materiaal om de lichtstraal te laten afbuigen nadat deze door het materiaal is gegaan.

Optisch Waveguide Pgehaast Array Based op Eelektro-Optical Eeffect

Het elektro-optische effect van het kristal is om een ​​extern elektrisch veld op het kristal aan te leggen, zodat de lichtstraal die door het kristal gaat, een fasevertraging produceert die verband houdt met het externe elektrische veld. Op basis van het primaire elektro-optische effect van het kristal, is de fasevertraging veroorzaakt door het elektrische veld evenredig met de aangelegde spanning, en de fasevertraging van de lichtstraal die door de optische golfgeleiderkern gaat, kan worden gewijzigd door de spanning op de elektrodelaag van elke optische golfgeleiderkern. Voor de phased array van optische golfgeleiders met N-laag golfgeleider, wordt het principe getoond in figuur 1: de transmissie van lichtbundels in elke kernlaag kan onafhankelijk worden geregeld, en de periodieke diffractie lichtvelddistributiekarakteristieken kunnen worden verklaard door rooster diffractietheorie . Door de aangelegde spanning op de kernlaag te regelen volgens een bepaalde regel om de overeenkomstige faseverschilverdeling te verkrijgen, kunnen we de interferentieverdeling van de lichtintensiteit in het verre veld regelen. Het resultaat van de interferentie is een lichtbundel met hoge intensiteit in een bepaalde richting, terwijl de lichtgolven die door de faseregeleenheden in andere richtingen worden uitgezonden, elkaar opheffen om de afbuigingsaftasting van de lichtbundel te realiseren.

Fig. 1 Principes van roosters op basis van de Elektro-Optical effect van phased array van optische golfgeleider

Optische golfgeleider gefaseerde array op basis van thermo-optisch effect

Kristal’s thermo-optisch effect verwijst naar het fenomeen dat de moleculaire rangschikking van het kristal wordt veranderd door het kristal te verwarmen of af te koelen, waardoor de optische eigenschappen van het kristal veranderen met de verandering van temperatuur. Vanwege de anisotropie van het kristal heeft het thermo-optische effect verschillende manifestaties, zoals de verandering van de halve aslengte van de indicatrix, of de verandering van de optische ashoek, de conversie van het optische asvlak, de rotatie van de indicator, enzovoort. Net als het elektro-optische effect heeft het thermo-optische effect een vergelijkbare invloed op de afbuiging van de bundel. Door het verwarmingsvermogen te veranderen om de effectieve brekingsindex van de golfgeleider te veranderen, kan de hoekafbuiging in de andere richting worden bereikt. Figuur 2 is een schematisch diagram van een optische golfgeleider phased array gebaseerd op het thermo-optische effect. De phased array is niet-uniform gerangschikt en geïntegreerd op een 300 mm CMOS-apparaat om een ​​hoogwaardige scanafbuiging te bereiken.

Fig. 2 Principes van de phased array van optische golfgeleiders op basis van het thermo-optische effect