Оптика с фазированной решеткой - это технология управления фазой и амплитудой световых волн, которые передаются, отражаются или захватываются (принимаются) двумерной поверхностью с использованием регулируемых элементов поверхности. Оптическая фазированная решетка ( ОР ) является оптическим аналогом радиоволны фазированной решетки . [1] За счет динамического управления оптическими свойствами поверхности в микроскопическом масштабе можно управлять направлением световых лучей (в передатчике OPA [2] ) или направлением обзора датчиков (в приемнике OPA [3] ] ) без каких-либо движущихся частей. Управление лучом с фазированной антенной решеткой используется для оптической коммутации и мультиплексирования в оптоэлектронике.устройства и для наведения лазерных лучей на макроскопическом уровне.
Сложные модели изменения фазы могут использоваться для создания дифракционных оптических элементов , таких как динамические виртуальные линзы, для фокусировки или разделения луча в дополнение к наведению. Динамическое изменение фазы также может создавать голограммы в реальном времени . Устройства, обеспечивающие детальное адресное управление фазой в двух измерениях, представляют собой тип 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 вводится в излучающий элемент (нанофотонную антенну), который направляет свет в свободное пространство. Свет, излучаемый элементами, объединяется в дальней зоне и формирует диаграмму направленности решетки в дальней зоне. Регулируя относительный фазовый сдвиг между элементами, можно формировать луч и управлять им.
Получатель [ править ]
В оптическом приемнике с фазированной решеткой [3] падающий свет (обычно когерентный свет) на поверхность улавливается набором нанофотонных антенн, которые размещаются на 1D [7] или 2D [3] решетке. Свет, принимаемый каждым элементом, сдвигается по фазе и взвешивается по амплитуде на микросхеме. 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 [ править ]
В нанотехнологии оптика с фазированной решеткой относится к массивам лазеров или SLM 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. Также предлагались приложения для оружия, космической связи и невидимости с помощью оптического камуфляжа . [8]
Программа DARPA Excalibur направлена на обеспечение коррекции атмосферной турбулентности в реальном времени для лазерного оружия. [9]
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ McManamon PF; и другие. (15 мая 1996 г.). «Технология оптических фазированных решеток» . Труды IEEE, Laser Radar Applications . IEEE. 84 (2): 99–320 . Проверено 18 февраля 2007 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ 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 : 2013Natur.493..195S . DOI : 10.1038 / nature11727 . PMID 23302859 .
- ^ a b c Fatemi R .; и другие. (12 ноября, 2018). «Высокочувствительный активный приемник с плоской оптикой и фазированной решеткой с двумерной апертурой» (PDF) . Опт. Экспресс . Оптическое общество Америки. 26 (23): 29983–29999. Bibcode : 2018OExpr..2629983F . DOI : 10,1364 / OE.26.029983 . PMID 30469879 .
- ^ Poulton C .; и другие. (2017). «Крупномасштабные нанофотонные фазированные решетки из нитрида кремния в инфракрасном и видимом диапазонах волн» . Опт. Lett . Оптическое общество Америки. 42 (1): 21–24. Bibcode : 2017OptL ... 42 ... 21P . DOI : 10.1364 / OL.42.000021 . PMID 28059212 .
- ^ 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 . DOI : 10.1109 / JSSC.2017.2757009 .
- ^ Афлатуни Ф .; и другие. (4 августа 2015 г.). «Нанофотонная проекционная система» . Опт. Экспресс . Оптическое общество Америки. 23 (16): 21012–21022. Bibcode : 2015OExpr..2321012A . DOI : 10,1364 / OE.23.021012 . PMID 26367953 .
- ^ Fatemi R .; и другие. (2016). Одномерная гетеродинная OPA-камера без линз . Конференция по лазерам и электрооптике, Технический дайджест OSA (2016). Оптическое общество Америки. С. STu3G.3 . Проверено 13 февраля 2019 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ a b Wowk B. (1996). «Фазированная оптика» . В Британской Колумбии Crandall (ред.). Молекулярные размышления о глобальном изобилии . MIT Press . С. 147–160 . ISBN 0-262-03237-6. Проверено 18 февраля 2007 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
- ^ Eshel, Тамир (7 марта 2014). «Успешный тест EXCALIBUR приближает DARPA к компактным высокоэнергетическим лазерам» . Defense-update.com . Обновление защиты . Проверено 9 марта 2014 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
Внешние ссылки [ править ]
- Оптика с фазированной решеткой
- Анимация управления лучом с помощью фазированных решеток на YouTube