用于转向光束的子孔径折射元件阵列制造技术

本公开涉及用于转向光束的子孔径折射元件阵列。可以提供使用子孔径折射元件阵列动态调整光束的平面内角度的系统和方法。光束可以在互连所述第一行凸起的第一基底处接收。然后光束可以向所述第一行凸起的远端峰方向折射光。然后光束可以从第二行凸起的远端峰的方向接收，所述第二行凸起的布置面向所述第一行的相应凸起。第二行可以在互连所述第二行凸起的第二基底的方向上提供另外的折射光。

【技术实现步骤摘要】
用于转向光束的子孔径折射元件阵列
本公开涉及用于转向光束的系统和方法。
技术介绍
某些非机械光束转向系统包括可以动态调节光束角度的折射元件阵列。当光束经历折射时，光束可以被压缩，这可能导致光束的衍射。
技术实现思路
在某些系统中，光束会受到衍射效应的影响，例如由于光束的波前的幅度或相位的空间变化。这种衍射效应会导致光束期望部分的功率降低。除其他事项外，专利技术人已经认识到需要具有减小的衍射效应的光束转向系统，以减少衍射损耗。在所附权利要求中提供了本公开的进一步的特征，除非在本文档的其他地方明确指出，否则这些特征可以任意地以任何排列或组合相互组合。在一方面中，本公开可表征为装置，包括用于以减小的衍射损耗调整光束角度的子孔径折射锥形凸起的布置。该装置可包括：第一行凸起，例如在互连所述第一行凸起的第一基底处接收光，并且例如向所述第一行凸起的远端峰方向提供折射光。该装置还可包括：第二行凸起，例如接收来自所述第二行凸起的远端峰的方向的光，所述第二行凸起的布置可以面向所述第一行的相应凸起，所述第二行可以在互连所述第二行凸起的第二基底的方向上提供另外的折射光。面向相应凸起可分别包括：面向相对于彼此形成钝角的相应的倾斜的第一面，并且相对于它们各自的第一和第二基底倾斜；和面向相对于彼此对齐的相应的垂直的第二面，并且垂直于它们各自的第一和第二基底。所述第一行中子凸起的单独一个可以能够折射调整光束的相应子孔径部分的角度，并且减小光束的相应子孔径部分的尺寸，并且所述第二行中凸出的相应的单独一个可以能够：从所述第一行中子孔径折射元件的相应的单独一个接收光束的子孔径部分；进一步调整接收的光束的相应子孔径部分的角度；和抵消了例如由所述第一行的子孔径折射元件的单独一个引起的光束的相应子孔径部分的尺寸的减小。所述第一行中凸起的单独一个可以包括具有第一取向的第一折射表面，并且所述第二行中凸起的相应的单独一个可以包括具有第二取向的第二折射表面，其中所述第一折射表面和所述第二折射表面可以具有相同的形状，并且所述第一取向与所述第二取向可以相反。第一行凸起和第二行凸起可以包括至少一个具有三角形横截面或楔形横截面的凸起。折射率和布置为使得所述第一行中凸起的单独一个可以能够将光束的角度调节零到两度范围内的角度。所述第一行中凸起的单独一个可以被成形为使得所述凸起的单独一个的相邻部分与临近凸起的相邻部分之间的光程长度差异可以是所述光束的整数个波长。该装置还可包括连续的第一行和第二行的凸起，其中连续的第一行的远端峰面对相应的连续的第二行的远端峰。该装置还可包括：被成形为沿着波导的长度引导光束的波导芯；包括能够与光束的一部分相互作用的电光材料的覆层；和至少一个电极，其成形和布置为通过调节所述电光材料的折射率来调节光束在面内方向上的角度。该装置还可包括一行补偿电极，其被成形和布置为在所述被引导光束的相邻子孔径部分之间提供可调节相移以减少所述光束的相邻子孔径部分中的相位不连续性。在一方面中，本公开可表征为一种用于调节光束在面内方向上的角度的波导。该波导可以包括：波导芯，例如被成形为沿着所述波导的长度引导光束。波导还可包括：覆层，包括能够与光束的一部分相互作用的电光材料。波导还可包括：电极，成形和布置为例如通过调节所述电光材料的折射率来调节光束在面内方向上的角度，其中所述电极的布置可以包括：第一行凸起，通过第一基底互连，并且能够通过调节相应电光材料的折射率来调节光束的相应子孔径部分的角度并减小光束的相应子孔径部分的尺寸；和第二行凸起，通过第二基底互连，并且能够通过调节相应电光材料的折射率来进一步调节光束的相应子孔径部分的角度并抵消了由所述第一行凸起引起的光束的相应子孔径部分的尺寸的减小。所述第一行中凸起的单独一个可以包括具有第一取向的第一横截面形状，并且所述第二行中凸起的相应的单独一个可以包括具有第二取向的第二横截面形状，其中所述第一横截面形状和所述第二横截面形状可以是相同的，并且所述第一取向与所述第二取向可以相反。所述第二行中凸起的单独一个和所述第二行中凸起的相应的单独一个可以具有三角形横截面或楔形横截面。所述第一行中凸起的单独一个可以能够将光束的角度调节零到两度范围内的角度。所述第一行中凸起的单独一个可以被成形为使得当完全转向电压或零电压施加到所述第一行凸起例如以提供均匀的输出波阵面时，所述电光材料的相应区域的相邻部分与响应于临近凸起的电光材料的相应部分之间的光程长度差异可以是所述光束的整数个波长。电极布置可以包括一行相位补偿电极，其被成形为例如在所引导的光束的相邻子孔径部分之间提供可调整的相移，例如以减小在中间转向电压处光束的相邻部分中的相位不连续性。在一方面中，本公开可表征为一种利用子孔径折射锥形凸起的布置来调节例如具有减小衍射损耗的光束角度的方法。该方法可包括：在第一行的第一基底互连凸起处接收光，并且向所述第一行凸起的远端峰的方向提供折射光。该方法还可包括：接收来自第二行凸起的远端峰的方向的光，所述第二行凸起的布置面向所述第一行的相应凸起，并且使用所述第二行，在互连所述第二行凸起的第二基底的方向上提供另外的折射光。该方法还可包括提供：成形为通过调整波导覆层中电光材料的相应部分的折射率在第一行中提供基底和凸起的第一电极；和成形为通过调整波导覆层中电光材料的相应部分的折射率在第二行中提供基底和凸起的第二电极。该方法还可包括将完全转向电压施加到所述第一电极以使光束的相应子孔径部分尺寸减小从而在光束的相邻子孔径部分之间提供间隔，并且将中间转向电压施加到所述第二电极以抵消光束的相应子孔径部分尺寸减小从而在光束的相邻子孔径部分之间减少间隔。该方法还可包括提供成形为在第一行中提供基底和凸起的第一电极和成形为在第二行中提供基底和凸起的第二电极，所述第一电极和所述第二电极具有相同的横截面形状和相反的取向。该方法还可包括提供成形为在第一行中提供基底和凸起的第一电极和成形为在第二行中提供基底和凸起的第二电极，其中第一行中的凸起和第二行中的凸起具有三角形横截面或楔形横截面。该方法还可包括将电压施加到第一电极，以便将光束的角度调节零到两度范围内的角度。该方法还可包括提供：成形为通过降低波导覆层中电光材料的相应部分的折射率在第一行中提供基底和凸起的第一电极；和成形为通过降低波导覆层中电光材料的相应部分的折射率在第二行中提供基底和凸起的第二电极。附图说明现在将参照附图以举例的方式描述本公开，在附图中：图1A描述子孔径折射元件的布置的例子。图1B描述子孔径折射元件的布置内一对子孔径折射元件的例子。图1C描述子孔径折射元件的布置的例子。图2A-2B描述从子孔径折射元件的布置离开的光束的电场分布。图3A-3B描述从子孔径折射元件的布置离开的光束的衍射图案。图3C描述各种电极布置的衍射图案的例子。图4描述波导的例子。图5A描述电极布置的例子。图5B描述电极布置的操作方法。图6A-6C描述电极布置的例子。图7A和7B描述电极布置的例子。图8描述调整光束的角度的方法。具体实施方式图1A示出了子孔径折射元件的布置的一个例子。子孔径折射元件的布置可以包括子孔径折射元件104的第一行和子孔径折射元件108的第二行。子孔径折射元件104的第一行可以包括第一接口104a和第二接口104b。子孔径折本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括用于以减小的衍射损耗调整光束角度的子孔径折射锥形凸起的布置，所述装置包括：第一行凸起，在互连所述第一行凸起的第一基底处接收光，并且向所述第一行凸起的远端峰方向提供折射光；和第二行凸起，接收来自所述第二行凸起的远端峰的方向的光，所述第二行凸起的布置面向所述第一行的相应凸起，所述第二行在互连所述第二行凸起的第二基底的方向上提供另外的折射光。

【技术特征摘要】
2017.04.05 US 15/479,9991.一种装置，包括用于以减小的衍射损耗调整光束角度的子孔径折射锥形凸起的布置，所述装置包括：第一行凸起，在互连所述第一行凸起的第一基底处接收光，并且向所述第一行凸起的远端峰方向提供折射光；和第二行凸起，接收来自所述第二行凸起的远端峰的方向的光，所述第二行凸起的布置面向所述第一行的相应凸起，所述第二行在互连所述第二行凸起的第二基底的方向上提供另外的折射光。2.权利要求1所述的装置，其中面向相应凸起分别包括：面向相对于彼此形成钝角的相应的倾斜的第一面，并且相对于它们各自的第一和第二基底倾斜；和面向相对于彼此对齐的相应的垂直的第二面，并且垂直于它们各自的第一和第二基底。3.权利要求1所述的装置，其中所述第一行中子凸起的单独一个能够折射调整光束的相应子孔径部分的角度，并且减小光束的相应子孔径部分的尺寸；和所述第二行中凸出的相应的单独一个能够：从所述第一行中子孔径折射元件的相应的单独一个接收光束的子孔径部分；进一步调整接收的光束的相应子孔径部分的角度；和抵消了由所述第一行的子孔径折射元件的单独一个引起的光束的相应子孔径部分的尺寸的减小。4.权利要求1所述的装置，其中所述第一行中凸起的单独一个包括具有第一取向的第一折射表面，并且所述第二行中凸起的相应的单独一个包括具有第二取向的第二折射表面，其中所述第一折射表面和所述第二折射表面具有相同的形状，并且所述第一取向与所述第二取向相反。5.权利要求1所述的装置，其中所述第一行中凸起的单独一个被成形为使得所述凸起的单独一个的相邻部分与临近凸起的相邻部分之间的光程长度差异是所述光束的整数个波长。6.权利要求1所述的装置，包括连续的第一行和第二行的凸起，其中连续的第一行的远端峰面对相应的连续的第二行的远端峰。7.权利要求1所述的装置，包括：被成形为沿着波导的长度引导光束的波导芯；包括能够与光束的一部分相互作用的电光材料的覆层；和至少一个电极，其成形和布置为通过调节所述电光材料的折射率来调节光束在面内方向上的角度。8.权利要求7所述的装置，包括一行补偿电极，其被成形和布置为在所述被引导光束的相邻子孔径部分之间提供可调节相移以减少所述光束的相邻子孔径部分中的相位不连续性。9.一种用于调节光束在面内方向上的角度的波导，该波导包括：波导芯，被成形为沿着所述波导的长度引导光束；覆层，包括能够与光束的一部分相互作用的电光材料；电极，成形和布置为通过调节所述电光材料的折射率来调节光束在面内方向上的角度，其中所述电极的布置包括：第一行凸起，通过第一基底互连，并且能够通过调节相应电光材料的折射率来调节光束的相应子孔径部分的角度并减小光束的相应子孔径部分的尺寸；和第二行凸起，通过第二基底互连，并且能够通过调节相应电光材料的折射率来进...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·齐埃姆基维茨，S·R·戴维斯，M·H·安德森，T·A·杜恩，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US