فناوری آرایه فازی نوری نوع جدیدی از فناوری کنترل انحراف پرتو است که دارای مزایای انعطاف پذیری، سرعت بالا و دقت بالا است.

در حال حاضر، بیشتر تحقیقات بر روی آرایه فازی نوری کریستال مایع، موجبر نوری و سیستم میکروالکترومکانیکی (MEMS) انجام شده است. آنچه امروز برای شما آورده ایم، اصول مرتبط با آرایه فازی نوری موجبر نوری است.

آرایه فازی موجبر نوری عمدتاً از اثر الکترواپتیکی یا اثر حرارتی-اپتیکی ماده دی الکتریک برای ایجاد انحراف پرتو نور پس از عبور از ماده استفاده می کند.

نوری Wراهنما Phased Aاشعه Bبر روی Eالکترو-Optical Eاثر

اثر الکترواپتیکی کریستال اعمال میدان الکتریکی خارجی به کریستال است، به طوری که پرتو نوری که از کریستال می گذرد یک تاخیر فاز مربوط به میدان الکتریکی خارجی ایجاد می کند. بر اساس اثر الکترواپتیکی اولیه کریستال، تاخیر فاز ناشی از میدان الکتریکی متناسب با ولتاژ اعمال شده است و تاخیر فاز پرتو نوری که از هسته موجبر نوری می گذرد را می توان با کنترل ولتاژ بر روی آن تغییر داد. لایه الکترود هر هسته موجبر نوری. برای آرایه فازی موجبرهای نوری با موجبر لایه N، اصل در شکل 1 نشان داده شده است: انتقال پرتوهای نور در هر لایه هسته را می توان به طور مستقل کنترل کرد، و ویژگی های توزیع میدان نور پراش دوره ای آن را می توان با تئوری پراش گریتینگ توضیح داد. . با کنترل ولتاژ اعمال شده بر روی لایه هسته طبق یک قانون خاص برای به دست آوردن توزیع اختلاف فاز مربوطه، می توانیم توزیع تداخل شدت نور را در میدان دور کنترل کنیم. نتیجه تداخل یک پرتو نور با شدت بالا در یک جهت خاص است، در حالی که امواج نوری ساطع شده از واحدهای کنترل فاز در جهات دیگر یکدیگر را خنثی می‌کنند تا به اسکن انحراف پرتو نور پی ببرند.

شکل 1 اصول گریتینگ بر اساس الکترو-Oنوری اثر آرایه فازی موجبر نوری

آرایه فازی موجبر نوری بر اساس اثر حرارتی نوری

کریستال’اثر حرارتی نوری به پدیده ای اطلاق می شود که آرایش مولکولی کریستال با گرم کردن یا سرد کردن کریستال تغییر می کند که باعث می شود خواص نوری کریستال با تغییر دما تغییر کند. به دلیل ناهمسانگردی کریستال، اثر حرارتی نوری تظاهرات مختلفی دارد که ممکن است تغییر طول نیم محور نشانگر یا تغییر زاویه محور نوری، تبدیل صفحه محور نوری، چرخش اندیکاتور و غیره. مانند اثر الکترواپتیکی، اثر حرارتی نوری تأثیر مشابهی بر انحراف پرتو دارد. با تغییر قدرت گرمایش برای تغییر ضریب شکست موثر موجبر، می توان به انحراف زاویه در جهت دیگر دست یافت. شکل 2 یک نمودار شماتیک از یک آرایه فازی موجبر نوری بر اساس اثر حرارتی نوری است. آرایه فازی به طور غیریکنواخت چیده شده و روی یک دستگاه CMOS 300 میلی متری برای دستیابی به انحراف اسکن با کارایی بالا یکپارچه شده است.

شکل 2 اصول آرایه فازی موجبر نوری بر اساس اثر حرارتی نوری