Технологията за оптична фазирана решетка е нов тип технология за контрол на отклонението на лъча, която има предимствата на гъвкавост, висока скорост и висока прецизност.

Понастоящем повечето изследвания са върху оптичната фазирана решетка от течни кристали, оптичен вълновод и микроелектромеханична система (MEMS). Това, което ви представяме днес, са свързаните принципи на оптичната фазирана решетка на оптичния вълновод.

Фазовата решетка с оптични вълноводи използва главно електрооптичния ефект или термооптичния ефект на диелектричния материал, за да накара светлинния лъч да се отклони след преминаване през материала.

Оптичен Wсреден пътеводител Phased Array Bспоред Eелектро-Opticал Eефект

Електрооптичният ефект на кристала е да приложи външно електрическо поле към кристала, така че светлинният лъч, преминаващ през кристала, произвежда фазово забавяне, свързано с външното електрическо поле. Въз основа на първичния електрооптичен ефект на кристала, фазовото забавяне, причинено от електрическото поле, е пропорционално на приложеното напрежение и фазовото забавяне на светлинния лъч, преминаващ през ядрото на оптичния вълновод, може да се промени чрез контролиране на напрежението на електроден слой на всяко оптично вълново ядро. За фазираната решетка от оптични вълноводи с N-слоен вълновод, принципът е показан на фигура 1: предаването на светлинни лъчи във всеки слой на сърцевината може да бъде независимо контролирано, а характеристиките на неговото периодично дифракционно разпределение на светлинното поле могат да бъдат обяснени чрез теорията на дифракционната решетка . Чрез контролиране на приложеното напрежение върху основния слой според определено правило, за да се получи съответното разпределение на фазовата разлика, можем да контролираме разпределението на интерференцията на интензитета на светлината в далечното поле. Резултатът от интерференцията е светлинен лъч с висок интензитет в определена посока, докато светлинните вълни, излъчвани от блоковете за управление на фазата в други посоки, се компенсират взаимно, така че да се реализира сканирането на отклонението на светлинния лъч.

Фиг. 1 Принципи на решетката въз основа на електро-Оптица ефект на фазирана решетка от оптичен вълновод

Оптична вълноводна фазирана решетка, базирана на термооптичен ефект

кристал’Термооптичният ефект се отнася до явлението, че молекулярното подреждане на кристала се променя чрез нагряване или охлаждане на кристала, което причинява промяна на оптичните свойства на кристала с промяната на температурата. Поради анизотропията на кристала, термооптичният ефект има различни прояви, които могат да бъдат промяна на дължината на полуоста на индикатрисата или промяна на ъгъла на оптичната ос, преобразуване на равнината на оптичната ос, завъртане на индикатриса и т.н. Подобно на електрооптичния ефект, термооптичният ефект оказва подобно влияние върху отклонението на лъча. Чрез промяна на нагревателната мощност за промяна на ефективния коефициент на пречупване на вълновода може да се постигне ъгъл на отклонение в другата посока. Фигура 2 е схематична диаграма на фазирана решетка с оптичен вълновод, базирана на термооптичния ефект. Фазовата решетка е неравномерно подредена и интегрирана в 300 mm CMOS устройство за постигане на високоефективно отклонение на сканиране.

Фиг. 2 Принципи на фазираната решетка на оптичен вълновод на базата на термооптичния ефект