没有格子叶片的光学相位阵列,具有2D圆形稀疏阵列孔径和高效相位校准
Daixin Lian1, Shi Zhao1, Wenlei Li1
1State Key Laboratory for Modern Optical Instrumentation, Center for Optical & Electromagnetic Research, College of Optical Science and Engineering, International Research Center for Advanced Photonics, Zhejiang University, Zijingang Campus, Hangzhou 310058, China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
这项研究展示了一种具有二维圆形稀疏光圈的光子光学相位阵列 (OPA). 这种新的设计实现了宽视野光束转向,用压抑的格子叶片和快速相位校准.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 光学工程是指光学工程.
- 集成光学 集成光学 集成光学
背景情况:
- 光学相位阵列 (OPA) 对于光束转向应用至关重要.
- 在没有格叶的情况下实现宽视野 (FOV) 操作是一个重大挑战.
- 快速而准确的相位校准对于OPA性能至关重要.
研究的目的:
- 在光子平台上提出和演示一个二维圆形稀疏阵列OPA.
- 开发和验证一个改进的算法,用于快速准确的OPA相位校准.
- 评估制造OPA的光束转向性能和距离测量能力.
主要方法:
- 使用光子学设计和制造一个32元天线稀散分布OPA.
- 实施基于黄金截面搜索方法的旋转元件电场向量 (GSS-REV) 算法用于相位校准.
- 远场光束方向测量和频率调制连续波 (FMCW) 范围测量.
主要成果:
- 在2-D全FOV中展示了没有格子叶片的OPA.
- 在20°×20°范围内实现光束转向.
- 测量的侧叶抑制比 (SLSR) >4.81dB,半最大 (FWHM) 的全宽度为~0.63° × 0.59°.
- 导出了 ~1076 个可解析点.
- 通过使用FMCW系统成功演示了距离测量.
结论:
- 拟议的2D圆形稀疏阵列OPA可以通过压缩的格子叶片实现宽FOV光束转向.
- GSS-REV算法为OPAs提供了快速而准确的相位校准.
- 集成的OPA芯片显示了包括测距在内的高级应用的潜力.
