Technológia optického fázového poľa je nový typ technológie riadenia vychýlenia lúča, ktorý má výhody flexibility, vysokej rýchlosti a vysokej presnosti.

V súčasnosti sa väčšina výskumov zameriava na optické fázované pole tekutých kryštálov, optický vlnovod a mikroelektromechanický systém (MEMS). To, čo vám dnes prinášame, sú súvisiace princípy optického fázovaného poľa optického vlnovodu.

Fázované pole optického vlnovodu využíva hlavne elektrooptický efekt alebo termooptický efekt dielektrického materiálu na vychýlenie svetelného lúča po prechode cez materiál.

Optické Waveguide Phased Aray Based na Eelektro-Optical Eúčinok

Elektrooptický efekt kryštálu spočíva v aplikácii vonkajšieho elektrického poľa na kryštál, takže svetelný lúč prechádzajúci kryštálom vytvára fázové oneskorenie súvisiace s vonkajším elektrickým poľom. Na základe primárneho elektrooptického efektu kryštálu je fázové oneskorenie spôsobené elektrickým poľom úmerné aplikovanému napätiu a fázové oneskorenie svetelného lúča prechádzajúceho cez jadro optického vlnovodu je možné meniť ovládaním napätia na elektródová vrstva každého jadra optického vlnovodu. Pre fázované pole optických vlnovodov s N-vrstvovým vlnovodom je princíp znázornený na obrázku 1: prenos svetelných lúčov v každej jadrovej vrstve môže byť nezávisle riadený a jeho periodické charakteristiky distribúcie difrakčného svetelného poľa možno vysvetliť teóriou difrakčnej mriežky. . Riadením aplikovaného napätia na jadrovej vrstve podľa určitého pravidla na získanie zodpovedajúceho rozdelenia fázového rozdielu môžeme ovládať rozloženie interferencií intenzity svetla vo vzdialenom poli. Výsledkom interferencie je svetelný lúč vysokej intenzity v určitom smere, zatiaľ čo svetelné vlny vyžarované z fázových riadiacich jednotiek v iných smeroch sa navzájom rušia, aby sa realizovalo skenovanie vychýlenia svetelného lúča.

Obr. 1 Princípy mriežky na základe Elektro-Optical efekt fázovaného poľa optického vlnovodu

Fázované pole optického vlnovodu založené na termooptickom efekte

Crystal’Termooptický efekt sa týka javu, že molekulárne usporiadanie kryštálu sa mení zahrievaním alebo ochladzovaním kryštálu, čo spôsobuje zmenu optických vlastností kryštálu so zmenou teploty. Termooptický efekt má vplyvom anizotropie kryštálu rôzne prejavy, ktorými môže byť zmena poloosovej dĺžky indikačnej čiary, alebo zmena uhla optickej osi, premena roviny optickej osi, rotácia indikatrix a tak ďalej. Podobne ako elektrooptický efekt má termooptický efekt podobný vplyv na vychýlenie lúča. Zmenou vykurovacieho výkonu na zmenu efektívneho indexu lomu vlnovodu možno dosiahnuť vychýlenie uhla v opačnom smere. Obrázok 2 je schematický diagram fázovaného poľa optického vlnovodu založeného na termooptickom efekte. Fázované pole je nerovnomerne usporiadané a integrované na 300 mm CMOS zariadení, aby sa dosiahlo vysokovýkonné vychýlenie skenovania.

Obr. 2 Princípy fázovaného poľa optického vlnovodu na základe termo-optického efektu