级联周期性极化电光晶体光学相控阵
光学
2023-03-07 v1 应用物理
摘要
具有高集成度、高速、低功耗和高转向分辨率的光学相控阵（OPA）是新兴光子集成电路（PIC）、激光雷达、自由空间光通信、3D 打印等中的关键组件。根据 OPA 工作原理，其功能通常通过独立控制阵元的相位实现。实践中，这对阵元数量、控制电子器件与功耗之间的关键权衡提出了重大挑战。在此，我们给出一种替代 OPA 方案以克服该技术限制，其形式为级联周期性极化电光晶体结构。与现有 OPA 方案相比，在当前方案中无论阵元数量多少，仅使用一个控制电子器件控制整个阵元，意味着更高的集成度与更低的功耗。借助电光晶体材料的快速响应特性，展示了一种高速高分辨率光束转向器件。仿真结果表明，当级联层数增加时，角分辨率可提升数个数量级。我们设计、制造并表征了一个 6 层级联周期性极化 LiNbO（级联-PPLN）的 OPA 原型。在级联-PPLN OPA 中观测到光束偏转的实验与仿真结果吻合良好。同时，通过持续演示动态光束转向，验证了其连续扫描与连续主动相位可调的能力。因此，这种级联周期性极化电光晶体 OPA 为 PIC 系统等光学系统的小型化与低功耗提供了可行方向。
引用
@article{arxiv.2303.03256,
title = {Cascaded periodically poled electro-optical crystal optical phased array},
author = {Jingwei. Li and Yuchen. He and Huaibin. Zheng and Sheng. Luo and Xin. Liu and Qingyuan. Hu and Huaixi. Chen and Wanguo. Liang and Jianbin. Liu and Hui. Chen and Yu. Zhou and Xiaoyong. Wei and Zhuo. Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03256},
year = {2023}
}