Фазированная оптика - Phased-array optics
Оптика с фазированной решеткой - это технология управления фазой и амплитудой световых волн, которые передаются, отражаются или захватываются (принимаются) двумерной поверхностью с использованием регулируемых элементов поверхности. Оптическая фазированная решетка ( ОР ) является оптическим аналогом радиоволны фазированной решетки . Путем динамического управления оптическими свойствами поверхности в микроскопическом масштабе можно управлять направлением световых лучей (в передатчике OPA) или направлением обзора датчиков (в приемнике OPA) без каких-либо движущихся частей. Управление лучом с фазированной решеткой используется для оптического переключения и мультиплексирования в оптоэлектронных устройствах, а также для наведения лазерных лучей в макроскопическом масштабе.
Сложные модели изменения фазы могут использоваться для создания дифракционных оптических элементов , таких как динамические виртуальные линзы, для фокусировки или разделения луча в дополнение к наведению. Динамическое изменение фазы также может создавать голограммы в реальном времени . Устройства, обеспечивающие детальное адресное управление фазой в двух измерениях, представляют собой тип пространственного модулятора света (SLM).
Передатчик
Оптический передатчик с фазированной решеткой включает в себя источник света (лазер), делители мощности, фазовращатели и массив излучающих элементов. Выходной свет лазерного источника разделяется на несколько ветвей с помощью дерева делителя мощности. Затем каждая ветвь подается на настраиваемый фазовращатель. Сдвинутый по фазе свет вводится в излучающий элемент (нанофотонную антенну), который направляет свет в свободное пространство. Свет, излучаемый элементами, объединяется в дальней зоне и формирует диаграмму направленности решетки в дальней зоне. Регулируя относительный фазовый сдвиг между элементами, можно формировать луч и управлять им.
Приемник
В оптическом приемнике с фазированной решеткой падающий свет (обычно когерентный свет) на поверхность улавливается набором нанофотонных антенн, которые размещаются на одномерной или двухмерной матрице. Свет, принимаемый каждым элементом, сдвигается по фазе и взвешивается по амплитуде на микросхеме. Затем эти сигналы складываются в оптической или электронной области для формирования приемного луча. Регулируя фазовые сдвиги, приемный луч можно направлять в разные стороны, и свет, падающий с каждого направления, собирается выборочно.
Приложения
В нанотехнологии оптика с фазированной решеткой относится к массивам лазеров или SLM с адресуемыми фазовыми и амплитудными элементами, меньшими длины волны света. Хотя это все еще теоретически, такие матрицы с высоким разрешением позволили бы отображать чрезвычайно реалистичное трехмерное изображение с помощью динамической голографии без нежелательных порядков дифракции. Также предлагались приложения для оружия, космической связи и невидимости с помощью оптического камуфляжа .
Программа DARPA Excalibur направлена на обеспечение коррекции атмосферной турбулентности в реальном времени для лазерного оружия.