단계적 배열 광학

Phased-array optics

위상배열광학(phased-array optics)은 2차원 표면에 의해 전송, 반사 또는 포착(수신)되는 광파의 위상과 진폭을 조절하는 기술이다.OPA(광학적 페이즈드 어레이)는 전파 페이즈드 어레이[1]광학적 아날로그입니다.표면의 광학적 특성을 현미경으로 동적으로 제어함으로써 움직이는 부품 없이 광빔의 방향(OPA 송신기[2] 내) 또는 센서의 시야 방향(OPA 수신기[3] 내)을 조정할 수 있다.단계별 배열 빔 스티어링은 광전자 장치의 광 스위칭 및 다중화 및 거시적 규모의 레이저 빔 조준에 사용됩니다.

복잡한 위상변화 패턴을 사용하여 조준 외에 빔 포커싱 또는 분할을 위한 동적 가상렌즈 등의 회절광학소자를 생성할 수 있습니다.동적 위상 변동은 실시간 홀로그램도 생성할 수 있습니다.2차원에 걸쳐 상세하게 어드레싱 가능한 위상 제어를 가능하게 하는 디바이스는 공간광변조기(SLM)의 일종입니다.

송신기

광상배열송신기는 광원(레이저), 파워스플리터, 위상시프터 및 방사소자 [4][5][6]어레이를 포함한다.레이저 소스의 출력 라이트는 파워 스플리터 트리를 사용하여 여러 분기로 분할됩니다.다음으로 각 분기는 조정 가능한 위상 시프터에 공급된다.위상 편이광은 빛을 자유 공간에 결합하는 복사 소자(나노포토닉 안테나)에 입력됩니다.소자에 의해 방사된 빛은 원계 내에서 결합되어 어레이의 원계 패턴을 형성한다.소자 간의 상대 위상 시프트를 조정함으로써 빔을 형성하고 조타할 수 있다.

리시버

광학 페이즈드 어레이 [3]리시버에서 표면의 입사광(통상 간섭광)은 1D[7][3] 또는 2D 어레이 상에 배치된 나노포토닉 안테나 집합으로 포착된다.각 소자가 수광하는 빛은 칩 상에서 위상 편이되어 진폭 가중치가 부여됩니다.그런 다음 이러한 신호가 광학 또는 전자 영역에서 함께 추가되어 수신 빔을 형성합니다.위상 시프트를 조정함으로써 수신빔을 다른 방향으로 조종할 수 있어 각 방향에서 입사하는 빛을 선택적으로 집광할 수 있다.

적용들

나노테크놀로지에서는 위상 및 진폭 요소가 빛의 [8]파장보다 작은 레이저 또는 SLM 어레이를 말합니다.여전히 이론적이지만, 이러한 고해상도 어레이는 불필요한 회절 순서 없이 동적 홀로그래피를 통해 매우 사실적인 3차원 이미지 표시를 가능하게 한다.무기, 우주 통신, 그리고 광학 위장의한 투명성에 대한 응용 또한 [8]제안되었다.

DARPA의 Excalibur 프로그램은 레이저 [9]무기의 대기 난류를 실시간으로 보정하는 것을 목적으로 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ McManamon P. F.; et al. (May 15, 1996). "Optical phased array technology". Proceedings of the IEEE, Laser Radar Applications. IEEE. 84 (2): 99–320. Retrieved 2007-02-18.
  2. ^ Sun J.; et al. (January 1, 2013). "Large-scale nanophotonic phased array". Nature. Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. 493 (195): 195–199. Bibcode:2013Natur.493..195S. doi:10.1038/nature11727. PMID 23302859.
  3. ^ a b c Fatemi R.; et al. (Nov 12, 2018). "High sensitivity active flat optics optical phased array receiver with a two-dimensional aperture" (PDF). Opt. Express. Optical Society of America. 26 (23): 29983–29999. Bibcode:2018OExpr..2629983F. doi:10.1364/OE.26.029983. PMID 30469879.
  4. ^ Poulton C.; et al. (2017). "Large-scale silicon nitride nanophotonic phased arrays at infrared and visible wavelengths". Opt. Lett. Optical Society of America. 42 (1): 21–24. Bibcode:2017OptL...42...21P. doi:10.1364/OL.42.000021. PMID 28059212.
  5. ^ Chung S.; et al. (Jan 2018). "A Monolithically Integrated Large-Scale Optical Phased Array in Silicon-on-Insulator CMOS". IEEE Journal of Solid-State Circuits. IEEE. 53 (1): 275–296. Bibcode:2018IJSSC..53..275C. doi:10.1109/JSSC.2017.2757009.
  6. ^ Aflatouni F.; et al. (August 4, 2015). "Nanophotonic projection system". Opt. Express. Optical Society of America. 23 (16): 21012–21022. Bibcode:2015OExpr..2321012A. doi:10.1364/OE.23.021012. PMID 26367953.
  7. ^ Fatemi R.; et al. (2016). A One-Dimensional Heterodyne Lens-Free OPA Camera. Conference on Lasers and Electro-Optics, OSA Technical Digest (2016). Optical Society of America. pp. STu3G.3. Retrieved 13 February 2019.
  8. ^ a b Wowk B. (1996). "Phased Array Optics". In B. C. Crandall (ed.). Molecular Speculations on Global Abundance. MIT Press. pp. 147–160. ISBN 0-262-03237-6. Retrieved 2007-02-18.
  9. ^ Eshel, Tamir (7 March 2014). "Successful EXCALIBUR Test Brings DARPA Closer to Compact High Energy Lasers". defense-update.com. Defense Update. Retrieved 9 March 2014.

외부 링크