Tehnologija optičnega faznega niza je nova vrsta tehnologije nadzora odklona žarka, ki ima prednosti fleksibilnosti, visoke hitrosti in visoke natančnosti.

Trenutno je večina raziskav na področju optičnega faznega niza tekočih kristalov, optičnega valovoda in mikroelektromehanskega sistema (MEMS). Danes vam predstavljamo sorodna načela optičnega faznega niza optičnega valovoda.

Fazni niz optičnega valovoda v glavnem uporablja elektro-optični učinek ali termo-optični učinek dielektričnega materiala, da se svetlobni žarek odkloni po prehodu skozi material.

Optični Wvodnik Phased Array Bglede na Eelektro-Optical Eučinek

Elektro-optični učinek kristala je uporaba zunanjega električnega polja na kristal, tako da svetlobni žarek, ki prehaja skozi kristal, povzroči fazno zamudo, povezano z zunanjim električnim poljem. Na podlagi primarnega elektrooptičnega učinka kristala je fazna zakasnitev, ki jo povzroča električno polje, sorazmerna z uporabljeno napetostjo, fazno zakasnitev svetlobnega snopa, ki prehaja skozi jedro optičnega valovoda, pa je mogoče spremeniti z nadzorom napetosti na elektrodna plast vsakega jedra optičnega valovoda. Za fazni niz optičnih valovodov z N-plastnim valovodom je načelo prikazano na sliki 1: prenos svetlobnih žarkov v vsakem jedrnem sloju je mogoče neodvisno nadzorovati, njegove periodične uklonske porazdelitve svetlobnega polja pa je mogoče razložiti s teorijo difrakcije rešetke. . Z nadzorovanjem uporabljene napetosti na jedrni plasti po določenem pravilu, da dobimo ustrezno porazdelitev fazne razlike, lahko nadzorujemo porazdelitev motenj jakosti svetlobe v daljnem polju. Rezultat interference je visokointenziven svetlobni žarek v določeni smeri, medtem ko se svetlobni valovi, ki jih oddajajo fazne krmilne enote v drugih smereh, medsebojno izničijo, tako da se uresniči odklonsko skeniranje svetlobnega snopa.

Slika 1 Načela rešetke na podlagi Elektro-Optical učinek faznega niza optičnega valovoda

Optični valovodni fazni niz, ki temelji na termo-optičnem učinku

Crystal’Termo-optični učinek se nanaša na pojav, da se molekularna razporeditev kristala spremeni s segrevanjem ali hlajenjem kristala, kar povzroči, da se optične lastnosti kristala spremenijo s spremembo temperature. Zaradi anizotropije kristala se termo-optični učinek manifestira v različnih oblikah, ki so lahko sprememba dolžine pol osi indikatrike ali sprememba kota optične osi, pretvorba ravnine optične osi, vrtenje indikatorja itd. Tako kot elektrooptični učinek ima tudi termo-optični učinek podoben vpliv na odklon žarka. S spreminjanjem grelne moči za spremembo efektivnega lomnega količnika valovoda je mogoče doseči odklon kota v drugo smer. Slika 2 je shematski diagram faznega niza optičnega valovoda, ki temelji na termo-optičnem učinku. Fazni niz je neenakomerno razporejen in integriran na 300 mm napravi CMOS za doseganje visoko zmogljivega odklona skeniranja.

Slika 2 Principi faznega niza optičnega valovoda na osnovi termo-optičnega učinka