Ang optical phased array technology ay isang bagong uri ng beam deflection control technology, na may mga pakinabang ng flexibility, high speed at high precision.

Sa kasalukuyan, karamihan sa mga pananaliksik ay nasa optical phased array ng liquid crystal, optical waveguide, at microelectromechanicalsystem (MEMS). Ang dinadala namin sa iyo ngayon ay ang mga nauugnay na prinsipyo ng optical phased array ng optical waveguide.

Pangunahing ginagamit ng optical waveguide phased array ang electro-optical effect o thermo-optical effect ng dielectric na materyal upang mapalihis ang light beam pagkatapos dumaan sa materyal.

Sa mata Waveguide Phased Array Based on Electro-Optical Effect

Ang electro-optical effect ng kristal ay ang paglalagay ng panlabas na electric field sa kristal, upang ang light beam na dumadaan sa crystal ay makagawa ng phase delay na nauugnay sa external electric field. Batay sa pangunahing electro-optical effect ng kristal, ang phase delay na dulot ng electric field ay proporsyonal sa inilapat na boltahe, at ang phase delay ng light beam na dumadaan sa optical waveguide core ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagkontrol sa boltahe sa electrode layer ng bawat optical waveguide core. Para sa phased array ng optical waveguides na may N-layer waveguide, ang prinsipyo ay ipinapakita sa Figure 1: ang paghahatid ng mga light beam sa bawat core layer ay maaaring independiyenteng kontrolin, at ang periodic diffraction light field distribution na katangian nito ay maipaliwanag sa pamamagitan ng grating diffraction theory. . Sa pamamagitan ng pagkontrol sa inilapat na boltahe sa core layer ayon sa isang tiyak na panuntunan upang makuha ang kaukulang pamamahagi ng pagkakaiba sa bahagi, maaari nating kontrolin ang interference distribution ng light intensity sa malayong field. Ang resulta ng interference ay isang high-intensity light beam sa isang tiyak na direksyon, habang ang mga light wave na ibinubuga mula sa mga phase control unit sa ibang direksyon ay kanselahin ang isa't isa, upang mapagtanto ang deflection scan ng light beam.

Fig. 1 Mga prinsipyo ng grating batay sa Electro-Optical epekto ng phased array ng optical waveguide

Optical Waveguide Phased Array Batay sa Thermo-Optical Effect

Crystal’Ang thermo-optical effect ay tumutukoy sa hindi pangkaraniwang bagay na ang molecular arrangement ng kristal ay binago sa pamamagitan ng pag-init o paglamig ng kristal, na nagiging sanhi ng pagbabago ng optical properties ng kristal sa pagbabago ng temperatura. Dahil sa anisotropy ng kristal, ang thermo-optical effect ay may iba't ibang manifestations, na maaaring ang pagbabago ng semi-axis na haba ng indicatrix, o ang pagbabago ng optical axis angle, ang conversion ng optical axis plane, ang pag-ikot ng indicatrix, at iba pa. Tulad ng electro-optical effect, ang thermo-optical effect ay gumagawa ng katulad na impluwensya sa pagpapalihis ng beam. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng heating power upang mabago ang epektibong refractive index ng waveguide, ang angle deflection sa kabilang direksyon ay maaaring makamit. Ang Figure 2 ay isang schematic diagram ng optical waveguide phased array batay sa thermo-optical effect. Ang phased array ay hindi pantay na nakaayos at isinama sa isang 300mm CMOS device upang makamit ang mataas na pagganap ng pag-scan ng deflection.

Fig. 2 Mga prinsipyo ng phased array ng optical waveguide batay sa Thermo-Optical effect