Оптика с фазированной решеткой
Оптика с фазированной решеткой — это технология управления фазой и амплитудой световых волн, передающих, отражающих или захватываемых (принимаемых) двумерной поверхностью с помощью регулируемых поверхностных элементов. Оптическая фазированная решетка ( ОПА ) является оптическим аналогом радиоволновой фазированной решетки . [1] Динамически управляя оптическими свойствами поверхности в микроскопическом масштабе, можно управлять направлением световых лучей (в передатчике OPA [2] ) или направление обзора датчиков (в приемнике OPA [3] ), без каких-либо движущихся частей. Управление лучом с фазированной решеткой используется для оптического переключения и мультиплексирования в оптоэлектронных устройствах, а также для наведения лазерных лучей в макроскопическом масштабе.
Сложные схемы изменения фазы можно использовать для создания дифракционных оптических элементов , таких как динамические виртуальные линзы, для фокусировки или разделения луча в дополнение к наведению. в реальном времени Динамическое изменение фазы также может создавать голограммы . Устройства, позволяющие детальное адресуемое управление фазой в двух измерениях, представляют собой разновидность пространственного модулятора света (SLM).
Передатчик [ править ]
Оптический передатчик с фазированной решеткой включает в себя источник света (лазер), делители мощности, фазовращатели и массив излучающих элементов. [4] [5] [6] Выходной свет лазерного источника разделяется на несколько ветвей с помощью дерева делителя мощности. Затем каждая ветвь подается на настраиваемый фазовращатель. Сдвинутый по фазе свет поступает на излучающий элемент (нанофотонную антенну), который направляет свет в свободное пространство. Свет, излучаемый элементами, объединяется в дальнем поле и формирует рисунок массива в дальнем поле. Регулируя относительный сдвиг фаз между элементами, можно формировать и направлять луч.
Приемник [ править ]
В оптическом приемнике с фазированной решеткой [3] падающий свет (обычно когерентный свет) на поверхность улавливается набором нанофотонных антенн, размещенных на одномерном пространстве. [7] или 2D [3] множество. Свет, получаемый каждым элементом, смещается по фазе и взвешивается по амплитуде на чипе. Эти сигналы затем суммируются в оптической или электронной области, чтобы сформировать луч приема. Регулируя фазовые сдвиги, луч приема можно направлять в разных направлениях, а свет, падающий с каждого направления, собирается избирательно.
Приложения [ править ]
В нанотехнологиях оптика с фазированной решеткой относится к матрицам лазеров или SLM с адресуемыми элементами фазы и амплитуды, меньшими, чем длина волны света. [8] Хотя такие массивы с высоким разрешением все еще являются теоретическими, они позволят обеспечить чрезвычайно реалистичное отображение трехмерных изображений с помощью динамической голографии без нежелательных порядков дифракции. варианты применения в вооружении, космической связи и невидимости за счет оптического камуфляжа . Также предлагались [8]
атмосферной Программа DARPA Excalibur направлена на обеспечение коррекции турбулентности в режиме реального времени для лазерного оружия. [9]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Макманамон ПФ; и др. (15 мая 1996 г.). «Технология оптических фазированных решеток» . Труды IEEE, Применения лазерных радаров . 84 (2). ИИЭР: 99–320 . Проверено 18 февраля 2007 г.
- ^ Сунь Дж.; и др. (1 января 2013 г.). «Крупномасштабная нанофотонная фазированная решетка». Природа . 493 (195). Nature Publishing Group, подразделение Macmillan Publishers Limited : 195–199. Бибкод : 2013Natur.493..195S . дои : 10.1038/nature11727 . ПМИД 23302859 . S2CID 205231845 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Фатеми Р.; и др. (12 ноября 2018 г.). «Высокочувствительный активный плоский оптический приемник с фазированной решеткой и двумерной апертурой» (PDF) . Опция Выражать . 26 (23). Оптическое общество Америки: 29983–29999. Бибкод : 2018OExpr..2629983F . дои : 10.1364/OE.26.029983 . ПМИД 30469879 .
- ^ Поултон К.; и др. (2017). «Крупномасштабные нанофотонные фазированные решетки из нитрида кремния в инфракрасном и видимом диапазоне волн» . Опция Летт . 42 (1). Оптическое общество Америки: 21–24. Бибкод : 2017OptL...42...21P . дои : 10.1364/OL.42.000021 . ПМИД 28059212 .
- ^ Чунг С.; и др. (январь 2018 г.). «Монолитно-интегрированная крупномасштабная оптическая фазированная матрица в КМОП кремний на изоляторе». Журнал IEEE твердотельных схем . 53 (1). ИИЭР: 275–296. Бибкод : 2018IJSSC..53..275C . дои : 10.1109/JSSC.2017.2757009 . S2CID 1279064 .
- ^ Афлатуни Ф.; и др. (4 августа 2015 г.). «Нанофотонная проекционная система» . Опция Выражать . 23 (16). Оптическое общество Америки: 21012–21022. Бибкод : 2015OExpr..2321012A . дои : 10.1364/OE.23.021012 . ПМИД 26367953 . S2CID 15059522 .
- ^ Фатеми Р.; и др. (2016). Одномерная гетеродинная безлинзовая камера OPA . Конференция по лазерам и электрооптике, Технический дайджест OSA (2016). Оптическое общество Америки. стр. СТУ3Г.3 . Проверено 13 февраля 2019 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Вау Б. (1996). «Оптика фазированной решетки» . В Британской Колумбии Крэндалл (ред.). Молекулярные спекуляции о глобальном изобилии . МТИ Пресс . стр. 147–160 . ISBN 0-262-03237-6 . Проверено 18 февраля 2007 г.
- ^ Эшель, Тамир (7 марта 2014 г.). «Успешные испытания EXCALIBUR приближают DARPA к созданию компактных лазеров высокой энергии» . Defense-update.com . Обновление обороны . Проверено 9 марта 2014 г.
