La tecnología de matriz en fase óptica es un nuevo tipo de tecnología de control de deflexión del haz, que tiene las ventajas de flexibilidad, alta velocidad y alta precisión.

En la actualidad, la mayoría de las investigaciones se centran en la matriz óptica en fase de cristal líquido, guía de ondas ópticas y sistema microelectromecánico (MEMS). Lo que le traemos hoy son los principios relacionados de la matriz óptica en fase de la guía de ondas óptica.

La matriz en fase de guías de ondas ópticas utiliza principalmente el efecto electroóptico o termoóptico del material dieléctrico para hacer que el haz de luz se desvíe después de atravesar el material.

Óptico Waveguía Phased Array Based on Electro-OpticAlabama Eefecto

El efecto electroóptico del cristal es aplicar un campo eléctrico externo al cristal, de modo que el haz de luz que atraviesa el cristal produce un retardo de fase relacionado con el campo eléctrico externo. Basado en el efecto electroóptico primario del cristal, el retardo de fase causado por el campo eléctrico es proporcional al voltaje aplicado, y el retardo de fase del haz de luz que pasa a través del núcleo de la guía de ondas óptica se puede cambiar controlando el voltaje en el capa de electrodo de cada núcleo de guía de ondas óptica. Para la matriz en fase de guías de ondas ópticas con guía de ondas de capa N, el principio se muestra en la Figura 1: la transmisión de haces de luz en cada capa central se puede controlar de forma independiente, y sus características de distribución de campo de luz de difracción periódica se pueden explicar mediante la teoría de difracción de rejilla . Al controlar el voltaje aplicado en la capa del núcleo de acuerdo con una cierta regla para obtener la distribución de diferencia de fase correspondiente, podemos controlar la distribución de interferencia de la intensidad de la luz en el campo lejano. El resultado de la interferencia es un haz de luz de alta intensidad en una determinada dirección, mientras que las ondas de luz emitidas desde las unidades de control de fase en otras direcciones se anulan entre sí, para realizar el barrido de deflexión del haz de luz.

Fig.1 Principios de rejilla basados ​​en el Electro-Optico efecto de la matriz en fase de la guía de ondas óptica

Matriz en fase de guía de onda óptica basada en el efecto termoóptico

Cristal’El efecto termoóptico se refiere al fenómeno de que la disposición molecular del cristal cambia al calentar o enfriar el cristal, lo que hace que las propiedades ópticas del cristal cambien con el cambio de temperatura. Debido a la anisotropía del cristal, el efecto termoóptico tiene varias manifestaciones, que pueden ser el cambio de la longitud del semieje de la indicatriz, o el cambio del ángulo del eje óptico, la conversión del plano del eje óptico, la rotación de la indicatriz, etc. Al igual que el efecto electroóptico, el efecto termoóptico ejerce una influencia similar en la desviación del haz. Al cambiar la potencia de calentamiento para cambiar el índice de refracción efectivo de la guía de ondas, se puede lograr la desviación del ángulo en la otra dirección. La figura 2 es un diagrama esquemático de una matriz en fase de guía de ondas óptica basada en el efecto termoóptico. La matriz en fase está dispuesta e integrada de manera no uniforme en un dispositivo CMOS de 300 mm para lograr una desviación de escaneo de alto rendimiento.

Fig.2 Principios de la matriz en fase de la guía de ondas óptica basada en el efecto termoóptico