טכנולוגיית מערך אופטי מדורג היא סוג חדש של טכנולוגיית בקרת סטיית אלומה, בעלת היתרונות של גמישות, מהירות גבוהה ודיוק גבוה.

כיום, רוב המחקרים עוסקים במערך השלב האופטי של גביש נוזלי, מוליך גל אופטי ומערכת מיקרו-אלקטרו-מכאנית (MEMS). מה שאנו מביאים אליך היום הוא העקרונות הקשורים למערך השלב האופטי של מוליך גל אופטי.

מערך הפאזה של מוליך הגל האופטי משתמש בעיקר באפקט האלקטרו-אופטי או באפקט התרמו-אופטי של החומר הדיאלקטרי כדי לגרום לאלומת האור להסיט לאחר מעבר בחומר.

אוֹפּטִי Waveguide Phased Aריי Bמעודכן Eאלקטרו-Opticאל Eהשפעה

ההשפעה האלקטרו-אופטית של הגביש היא הפעלת שדה חשמלי חיצוני על הגביש, כך שקרן האור העוברת דרך הגביש מייצרת השהיית פאזה הקשורה לשדה החשמלי החיצוני. בהתבסס על ההשפעה האלקטרו-אופטית העיקרית של הגביש, עיכוב הפאזה הנגרם על ידי השדה החשמלי הוא פרופורציונלי למתח המופעל, וניתן לשנות את השהיית הפאזה של קרן האור העוברת דרך ליבת מוליך הגל האופטי על ידי שליטה במתח על שכבת אלקטרודה של כל ליבת מוליך גל אופטי. עבור המערך המשלב של מובילי גל אופטיים עם מוליך גל N-שכבה, העיקרון מוצג באיור 1: ניתן לשלוט באופן עצמאי על העברת קרני האור בכל שכבת ליבה, וניתן להסביר את מאפייני חלוקת שדה האור העקיפה המחזורית על ידי תיאוריית עקיפות הסורג. . על ידי שליטה במתח המופעל על שכבת הליבה על פי כלל מסוים כדי לקבל את התפלגות הפרש הפאזות המקבילה, נוכל לשלוט בחלוקת ההפרעות של עוצמת האור בשדה הרחוק. התוצאה של ההפרעה היא אלומת אור בעוצמה גבוהה בכיוון מסוים, בעוד שגלי האור הנפלטים מיחידות בקרת הפאזה בכיוונים אחרים מבטלים זה את זה, כדי לממש את סריקת ההסטה של ​​אלומת האור.

איור 1 עקרונות של סורג המבוסס על חַשׁמַלִי-אוptical השפעה של מערך מדורג של מוליך גל אופטי

מערך מדורג של מוליך גל אופטי המבוסס על אפקט תרמו-אופטי

גָבִישׁ’ההשפעה התרמו-אופטית של הגביש מתייחסת לתופעה שהסידור המולקולרי של הגביש משתנה על ידי חימום או קירור הגביש, מה שגורם לתכונות האופטיות של הגביש להשתנות עם שינוי הטמפרטורה. בשל האניזוטרופיה של הגביש, להשפעה התרמו-אופטית יש ביטויים שונים, שיכולים להיות שינוי באורך חצי הציר של האינדיקטריקס, או שינוי זווית הציר האופטי, המרה של מישור הציר האופטי, סיבוב האינדיקטריקס וכן הלאה. כמו האפקט האלקטרו-אופטי, האפקט התרמו-אופטי משפיע דומה על הסטייה של האלומה. על ידי שינוי כוח החימום כדי לשנות את מקדם השבירה האפקטיבי של מוליך הגל, ניתן להשיג את סטיית הזווית לכיוון השני. איור 2 הוא תרשים סכמטי של מערך מדורג של מוליך גל אופטי המבוסס על האפקט התרמו-אופטי. מערך השלבים מסודר בצורה לא אחידה ומשולב בהתקן CMOS בגודל 300 מ"מ כדי להשיג סטיית סריקה בעלת ביצועים גבוהים.

איור 2 עקרונות המערך המשלב של מוליך גל אופטי המבוסס על האפקט התרמו-אופטי