用于可扩展集成光子激光雷达光束转向的蛇形光学相控阵
光学
2020-06-26 v1 应用物理
摘要
在集成光子电路中实现的光学相控阵（OPAs）可支持多种三维传感、成像、照明与测距应用，并能在新型激光雷达（LIDAR）技术中实现融合。然而，当前集成 OPA 方案在控制复杂度、功耗与光学效率方面无法扩展到支撑中远程 LIDAR 所需的大孔径尺寸。我们提出蛇形光学相控阵（SOPA），一种解决这些根本挑战并支持可扩展至大孔径架构的新 OPA 概念。SOPA 基于串行互连的低损耗光栅波导阵列，支持完全被动的二维（2D）波长控制光束转向。一种将馈电网络折叠进孔径的基本空间高效设计，也支持将 SOPAs 以高填充因子可扩展地拼接为大孔径。我们通过实验演示了首个 SOPA，利用 1450–1650 nm 波长扫描在 27×610 阵列中产生 16,500 个可寻址光斑。我们还首次演示了单块硅光子芯片上两个独立 OPA 光束的远场干涉，作为迈向基于新型有源孔径合成方案的长程计算成像 LIDAR 的初步步骤。
引用
@article{arxiv.2002.06781,
title = {Serpentine optical phased arrays for scalable integrated photonic LIDAR beam steering},
author = {Nathan Dostart and Bohan Zhang and Anatol Khilo and Michael Brand and Kenaish Al Qubaisi and Deniz Onural and Daniel Feldkhun and Kelvin H. Wagner and Miloš A. Popović},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.06781},
year = {2020}
}
备注
Nathan Dostart and Bohan Zhang contributed equally to this work. Main text and supplementary material in the same document. 11 pages and 11 figures total