WikiDer > Оптика с фазированной решеткой - Википедия

Phased-array optics - Wikipedia

Фазированная оптика - это технология управления фазой и амплитудой световых волн, передаваемых, отражающихся или захваченных (принимаемых) двумерной поверхностью с использованием регулируемых элементов поверхности. An оптическая фазированная решетка (OPA) - оптический аналог радиоволны фазированная решетка.[1] Путем динамического управления 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 оптической коммутации и мультиплексирования в оптоэлектронный устройств, а также для прицеливания лазер пучки в макроскопическом масштабе.

Сложные модели изменения фазы могут быть использованы для получения дифракционные оптические элементы, такие как динамические виртуальные линзы, для фокусировки или разделения луча в дополнение к прицеливанию. Динамическое изменение фазы также может производить в реальном времени голограммы. Устройства, позволяющие детально управлять адресной фазой по двум измерениям, являются разновидностью пространственный модулятор света (SLM).

Передатчик

Передатчик с оптической 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 вводится в излучающий элемент (нанофотонную антенну), который направляет свет в свободное пространство. Излучаемый элементами свет объединяется в дальнем поле и формирует диаграмму направленности решетки. Регулируя относительный фазовый сдвиг между элементами, можно формировать луч и управлять им.

Приемник

В оптическом приемнике с фазированной решеткой[3] падающий свет (обычно когерентный свет) на поверхность улавливается набором нанофотонных антенн, которые помещаются на одномерный[7] или 2D[3] множество. Свет, принимаемый каждым элементом, сдвигается по фазе и взвешивается по амплитуде на кристалле. Затем эти сигналы складываются вместе в оптической или электронной области для формирования приемного луча. Регулируя фазовые сдвиги, приемный луч можно направлять в разные стороны, и свет, падающий с каждого направления, собирается выборочно.

Приложения

В нанотехнологииПод оптикой с фазированной решеткой понимаются массивы лазеров или ПМС с адресуемыми фазовыми и амплитудными элементами, меньшими длины волны света.[8] Хотя это все еще теоретически, такие матрицы с высоким разрешением позволят отображать чрезвычайно реалистичное трехмерное изображение с помощью динамической голографии без нежелательных порядков дифракции. Приложения для оружия, космической связи и невидимость к оптический камуфляж также были предложены.[8]

DARPAпрограмма Excalibur направлена ​​на исправление ошибок в реальном времени. атмосферная турбулентность для лазерного оружия.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ McManamon P.F .; и другие. (15 мая 1996 г.). «Технология оптических фазированных решеток». Труды IEEE, приложения для лазерных радаров. IEEE. 84 (2): 99–320. Получено 2007-02-18.
  2. ^ Sun J; и другие. (1 января 2013 г.). «Крупномасштабная нанофотонная фазированная решетка». Природа. Nature Publishing Group, подразделение Macmillan Publishers Limited. 493 (195): 195–199. Bibcode:2013Натура.493..195S. Дои:10.1038 / природа11727. PMID 23302859.
  3. ^ а б c Fatemi R .; и другие. (12 ноября, 2018). «Высокочувствительный активный приемник с плоской оптикой на фазированной решетке и двумерной апертурой» (PDF). Опт. выражать. Оптическое общество Америки. 26 (23): 29983–29999. Bibcode:2018OExpr..2629983F. Дои:10.1364 / OE.26.029983. PMID 30469879.
  4. ^ Poulton C .; и другие. (2017). «Крупномасштабные нанофотонные фазированные решетки из нитрида кремния в инфракрасном и видимом диапазонах длин волн». Опт. Латыш. Оптическое общество Америки. 42 (1): 21–24. Bibcode:2017OptL ... 42 ... 21P. Дои:10.1364 / OL.42.000021. PMID 28059212.
  5. ^ Chung S .; и другие. (Янв 2018). «Монолитно интегрированная крупномасштабная оптическая фазированная матрица в КМОП-матрице кремний-на-изоляторе». Журнал IEEE по твердотельным схемам. IEEE. 53 (1): 275–296. Bibcode:2018IJSSC..53..275C. Дои:10.1109 / JSSC.2017.2757009.
  6. ^ Афлатуни Ф .; и другие. (4 августа 2015 г.). «Нанофотонная проекционная система». Опт. выражать. Оптическое общество Америки. 23 (16): 21012–21022. Bibcode:2015OExpr..2321012A. Дои:10.1364 / OE.23.021012. PMID 26367953.
  7. ^ Fatemi R .; и другие. (2016). Одномерная гетеродинная OPA-камера без линз. Конференция по лазерам и электрооптике, Технический дайджест OSA (2016). Оптическое общество Америки. стр. STu3G.3. Получено 13 февраля 2019.
  8. ^ а б Wowk B (1996). «Фазированная оптика». В Британской Колумбии Crandall (ред.). Молекулярные размышления о глобальном изобилии. MIT Press. стр.147–160. ISBN 0-262-03237-6. Получено 2007-02-18.
  9. ^ Эшель, Тамир (7 марта 2014 г.). «Успешный тест EXCALIBUR приближает DARPA к компактным высокоэнергетическим лазерам». Defense-update.com. Обновление защиты. Получено 9 марта 2014.

внешняя ссылка