李中宇 1,2,3,*章羚璇 1,2,3曾超 1,2,3杜书剑 1,2,3[ ... ]张文富 1,2,3
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院西安光学精密机械研究所 中英联合微纳光子学研究中心, 西安 710119
基于硅基光学相控阵, 提出一种结合了相位控制和不同周期光栅发射器的点阵扫描法, 以实现大范围的二维光束扫描.对光束扫描装置进行仿真计算, 结果表明, 仅使用单波长的光源即可实现120°×100°的扫描范围和超过16×400个可分辨点.此光束扫描装置在应用时, 同一时刻仅需要一部分有源器件工作, 降低了相调所需的电能耗.所提方法为实现大范围、低成本和低功耗的二维光束扫描装置提供了一种可能的解决方案, 尤其适用于低成本的固态激光雷达.
光电子学 光学相控阵 光栅 绝缘体上硅 光束扫描 激光雷达 Optoelectronics Optical phased array Grating Silicon-on-insulator Beam steering LiDAR 杜书剑 1,2,3,*章羚璇 1,2,3王国玺 1,2,3李中宇 1,2,3[ ... ]张文富 1,2,3
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 西安光学精密机械研究所 中英微纳光子学联合研究中心, 西安 710119
通过两级定向耦合器结构实现了光学相控阵天线阵列的二维排布, 并设计了特殊C形弯曲波导进行热调作为阵元的相位控制器.提出一种针对阵元数量不高的稀布片上光学相控阵远场高阶干涉栅瓣的压缩方法.将均匀的阵元间距通过爬坡算法优化成非均匀间距, 以破坏栅瓣产生所需的干涉相长条件, 实现对栅瓣的压缩作用.在1 310 nm波长, 通过时域有限差分法对基于微型光栅耦合器天线的稀布阵列进行计算分析, 结果表明优化的阵元间距能实现-6～-7dB的栅瓣抑制比.
硅光子学 相控阵 爬坡算法 光栅 栅瓣 干涉 Silicon photonics Phased array Hill climbing algorithm Gratings Side lobe Interference
