leyu乐鱼网站登录

leyu乐鱼网站登录-研究人员提出新型紧凑二维蛇形光学相控阵

发布时间:2021-12-24 作者: leyu乐鱼网站登录

芯片级硅光子光学相控阵(OPA)普遍用在自由空间通讯中。但是,因为光学器件设计和制造的限制,二维OPA中天线之间的距离凡是比光波长年夜很多。在现实利用中,需要减小天线距离以消弭高阶干扰和减小旁瓣。

在典型的二维OPA设计中,每一个天线单位由天线、移相器和标的目的耦合器构成。在定向耦合器的两级分支布局中,串行设置装备摆设凡是会限制天线距离并造成消耗。这类分支布局不克不及同时最年夜化光功率效力和削减天线之间的距离。

为了消弭长定向耦合器的利用和串行布局的折衷,中国科学院(OPA)西安光学周详机械研究所(XIOPM)张文福传授带领的研究人员提出了一种蛇形OPA设计。研究成果颁发在《利用光学》杂志上。

蛇形光学相控阵设计的三维示意图。光栅天线、移相器和两个蛇形截面之间的额外长度别离用绿色、白色和黑色圈出来。

在他们的设计中,研究人员利用了直光栅天线,它答应少许光线以设计的角度散射出平面,而其余的光线也能够经由过程。光栅是由涂有二氧化硅的硅波导制成的。

另外,在光栅底部添加了银层,以提高上向衍射效力。移相器设计为s形曲折器,放置在毗连波导的两个相邻光栅天线之间,摹拟透射率为99.9%。

光栅天线和移相器慎密地摆列在多层蛇形布局中,以减小整体尺寸。他们在蛇形部门利用了分歧的曲折半径的九个移相器,居心引入非周期性以削减高阶干扰。

仿真成果注解,在66μm长度规模内,9x9天线阵列在x和y标的目的上的光工作效力均到达98.4%。这致使在不异的功率效力下,与9x9分支设计比拟,线性尺寸削减了30%。经由过程调剂光栅齿高和其他天线数量或光功率效力,可以优化蛇形设计。

他们研究了天线输出非平均性的影响,成果注解,高机能天线阵列具有相当年夜的设计空间。他们还研究了在蛇形设计中天线距离缩短的问题。成果注解,在天线数目适中的环境下,二维OPA设计对减小天线距离方面具有显著优势。

这类设计可以显著削减天线间的距离,同时连结较高的光功率效力。它对二维OPA的设计和利用具有指点意义。

相干链接:https://phys.org/news/2021-11-compact-2d-serpentine-optical-phased.html

leyu乐鱼网站登录