La tecnologia phased array ottico è un nuovo tipo di tecnologia di controllo della deflessione del raggio, che presenta i vantaggi di flessibilità, alta velocità e alta precisione.

Attualmente, la maggior parte delle ricerche riguarda l'array ottico in fase di cristalli liquidi, la guida d'onda ottica e il sistema microelettromeccanico (MEMS). Quello che vi portiamo oggi sono i principi correlati dell'array ottico in fase della guida d'onda ottica.

L'array di fase della guida d'onda ottica utilizza principalmente l'effetto elettro-ottico o l'effetto termo-ottico del materiale dielettrico per far deviare il raggio di luce dopo aver attraversato il materiale.

Ottico Waveguide Phased Aray Bassed su Eelettro-Ootticaal Eeffetto

L'effetto elettro-ottico del cristallo consiste nell'applicare un campo elettrico esterno al cristallo, in modo che il raggio di luce che attraversa il cristallo produca un ritardo di fase correlato al campo elettrico esterno. In base all'effetto elettro-ottico primario del cristallo, il ritardo di fase causato dal campo elettrico è proporzionale alla tensione applicata e il ritardo di fase del raggio di luce che passa attraverso il nucleo della guida d'onda ottica può essere modificato controllando la tensione sul strato di elettrodo di ciascun nucleo di guida d'onda ottica. Per l'array in fase di guide d'onda ottiche con guida d'onda a strati N, il principio è mostrato nella Figura 1: la trasmissione dei raggi di luce in ogni strato centrale può essere controllata in modo indipendente e le sue caratteristiche di distribuzione del campo luminoso di diffrazione periodica possono essere spiegate dalla teoria della diffrazione a reticolo . Controllando la tensione applicata sullo strato centrale secondo una certa regola per ottenere la corrispondente distribuzione della differenza di fase, possiamo controllare la distribuzione dell'interferenza dell'intensità della luce nel campo lontano. Il risultato dell'interferenza è un fascio luminoso ad alta intensità in una certa direzione, mentre le onde luminose emesse dalle unità di controllo di fase in altre direzioni si annullano a vicenda, in modo da realizzare la scansione di deflessione del fascio luminoso.

Fig. 1 Principi di griglia in base al Elettro-Oottica effetto del phased array della guida d'onda ottica

Array di fase a guida d'onda ottica basato sull'effetto termo-ottico

Cristallo’s effetto termo-ottico si riferisce al fenomeno che la disposizione molecolare del cristallo viene modificata riscaldando o raffreddando il cristallo, il che fa sì che le proprietà ottiche del cristallo cambino con il cambiamento di temperatura. A causa dell'anisotropia del cristallo, l'effetto termo-ottico ha varie manifestazioni, che possono essere la variazione della lunghezza del semiasse dell'indicatrice, o la variazione dell'angolo dell'asse ottico, la conversione del piano dell'asse ottico, la rotazione dell'indicatrice, e così via. Come l'effetto elettro-ottico, l'effetto termo-ottico esercita un'influenza simile sulla deflessione del raggio. Modificando la potenza di riscaldamento per modificare l'indice di rifrazione effettivo della guida d'onda, è possibile ottenere la deflessione dell'angolo nell'altra direzione. La Figura 2 è un diagramma schematico di una matrice di fase in guida d'onda ottica basata sull'effetto termo-ottico. Il phased array è disposto in modo non uniforme e integrato su un dispositivo CMOS da 300 mm per ottenere una deflessione della scansione ad alte prestazioni.

Fig. 2 Principi dell'array di fase della guida d'onda ottica basato sull'effetto termo-ottico