通过反向设计赋权的双极化多重复合光学相位阵列的实验演示
Jae-Yong Kim1, Seungsoo Lee1, Seokjin Hong1
1The School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Republic of Korea.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|July 21, 2025
概括
这项研究引入了在绝缘体上的双极化光学相位阵列 (OPA),实现TE和TM模式的连续2D光束方向. 这项创新增强了LiDAR和光学无线通信系统.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 集成光学 集成光学 集成光学
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 光学相位阵列 (OPA) 对于光束转向应用至关重要.
- 在绝缘体 (SOI) 平台为集成光学提供了优势.
- 在OPA中,双极化操作由于模态折射率差异而带来挑战.
研究的目的:
- 在220nm SOI平台上开发双极化多重化OPA.
- 为了克服TE和TM模式之间的有效折射率差异,以实现高效的光束转向.
- 为了使两个极化实现连续和广角的2D光束转向.
主要方法:
- 在220nm SOI平台上实施双极化OPA.
- 使用反向设计优化关键的OPA组件 (偏光束组合器,光束分割器,格子天线).
- 集成优化的组件,以实现无双极化操作.
主要成果:
- 在TE和TM模式中实现了连续光束转向.
- 在两个极化中,纵向光束转向范围为34.9°.
- 启用了完整的2D光束转向功能,具有100nm波长调整范围.
结论:
- 拟议的双极化OPA有效地减轻了模式指数差异挑战.
- 集成的OPA显示了下一代LiDAR和光学无线通信系统的巨大潜力.
- 这项工作推进了SOI平台上的双极化束方向.


