光學(xué)相控陣技術(shù)是一種新型光束偏轉(zhuǎn)控制技術(shù)，具有靈活、高速率、高精度等特點。

　　目前研究較多的是液晶光學(xué)相控陣 、光波導(dǎo)光學(xué)相控陣以及微機電（MEMS）系統(tǒng)光學(xué)相控陣。今天為大家?guī)淼氖枪獠▽?dǎo)光學(xué)相控陣的相關(guān)原理。

　　光波導(dǎo)相控陣主要利用介質(zhì)材料的電光效應(yīng)、 熱光效應(yīng)等，使得光束在通過介質(zhì)材料后發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

　　電光效應(yīng)的光波導(dǎo)相控陣

　　晶體的電光效應(yīng)是通過對晶體施加一個外加電場，使得通過晶體的光束產(chǎn)生與外加電場相關(guān)的相位延遲。

　　基于晶體的一次電光效應(yīng)，由電場引起的相位延遲與外加電壓成正比，即可通過控制各光波導(dǎo)芯層電極層上的電壓來改變通過光波導(dǎo)芯層 光束的相位延遲。

　　對于N層波導(dǎo)的光波導(dǎo)相控陣， 原理如圖1所示，光束在各芯層傳輸可獨立控制， 其周期性衍射光場分布特性可以用光柵衍射理論來說明。

　　在芯層上按一定的規(guī)律控制外加電壓得到相對應(yīng)的相位差分布可以控制光強在遠場的干涉分布，干涉的結(jié)果是在某方向上產(chǎn)生高強度光束，而在其他方向上從各相控單元發(fā)出的光波相互抵消，從而實現(xiàn)光束的偏轉(zhuǎn)掃描。

　　熱光效應(yīng)的光波導(dǎo)相控陣

　　晶體熱光效應(yīng)是指通過將晶體加熱或冷卻使其分子排列發(fā)生改變，從而造成晶體的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的改變而改變的現(xiàn)象。

　　由于晶體的各向異性， 熱光效應(yīng)表現(xiàn)是多種多樣的，可能是光率體的半軸長度發(fā)生變化、或光軸角的變化、光軸面的轉(zhuǎn)換、光率體的旋轉(zhuǎn)等。熱光效應(yīng)對光束的偏轉(zhuǎn)效果和電光效應(yīng)類似，通過改變加熱的功率從而改變波導(dǎo)有效折射率來實現(xiàn)另一個方向的角度偏轉(zhuǎn)。

　　圖2是一種基于熱光效應(yīng)的光波導(dǎo)相控陣的示意圖， 相控陣陣列是非均勻排列，集成在300mm的CMOS器件上，實現(xiàn)了高性能的掃描偏轉(zhuǎn)。

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