A tecnoloxía de matriz óptica en fase é un novo tipo de tecnoloxía de control de deflexión do feixe, que ten as vantaxes de flexibilidade, alta velocidade e alta precisión.

Na actualidade, a maioría das investigacións están sobre a matriz en fase óptica de cristal líquido, guía de ondas ópticas e sistema microelectromecánico (MEMS). O que lle traemos hoxe son os principios relacionados da matriz óptica en fase de guía de ondas ópticas.

A matriz en fase de guía de ondas ópticas usa principalmente o efecto electro-óptico ou efecto termo-óptico do material dieléctrico para facer que o feixe de luz se desvíe despois de atravesar o material.

Óptico Waveguide Phased Array Based on Eelectro-Optical Eefecto

O efecto electro-óptico do cristal é aplicar un campo eléctrico externo ao cristal, de xeito que o feixe de luz que pasa a través do cristal produce un retardo de fase relacionado co campo eléctrico externo. Segundo o efecto electro-óptico primario do cristal, o atraso de fase causado polo campo eléctrico é proporcional á tensión aplicada, e o atraso de fase do feixe de luz que pasa polo núcleo da guía de ondas óptica pódese cambiar controlando a tensión no capa de electrodo de cada núcleo de guía de ondas ópticas. Para a matriz en fase de guías de ondas ópticas con guía de ondas de capa N, o principio móstrase na Figura 1: a transmisión de raios de luz en cada capa central pódese controlar de forma independente e as súas características de distribución do campo luminoso de difracción periódica pódense explicar pola teoría da difracción en reixa. . Ao controlar a tensión aplicada na capa central de acordo cunha determinada regra para obter a correspondente distribución da diferenza de fase, podemos controlar a distribución de interferencia da intensidade da luz no campo afastado. O resultado da interferencia é un feixe de luz de alta intensidade nunha determinada dirección, mentres que as ondas luminosas emitidas polas unidades de control de fase noutras direccións se cancelan entre si, para realizar a exploración de desviación do feixe de luz.

Fig. 1 Principios de reixa baseados no Electro-Optica efecto da matriz en fase da guía de ondas ópticas

Matriz en fase de guía de ondas ópticas baseada no efecto termo-óptico

Cristal’O efecto termo-óptico refírese ao fenómeno de que a disposición molecular do cristal cambia ao quentar ou arrefriar o cristal, o que fai que as propiedades ópticas do cristal cambien co cambio de temperatura. Debido á anisotropía do cristal, o efecto termo-óptico ten varias manifestacións, que poden ser o cambio da lonxitude do semieixe da indicatrix, ou o cambio do ángulo do eixe óptico, a conversión do plano do eixe óptico, o rotación da indicatriz, etc. Do mesmo xeito que o efecto electro-óptico, o efecto termo-óptico ten unha influencia similar na desviación do feixe. Cambiando a potencia de calefacción para cambiar o índice de refracción efectivo da guía de ondas, pódese conseguir a desviación do ángulo na outra dirección. A figura 2 é un diagrama esquemático dunha matriz en fase de guía de ondas ópticas baseada no efecto termo-óptico. A matriz en fases está disposta de forma non uniforme e está integrada nun dispositivo CMOS de 300 mm para conseguir unha deflexión de dixitalización de alto rendemento.

Fig. 2 Principios da matriz en fase da guía de onda óptica baseada no efecto termo-óptico