The invention relates to a method for eliminating grating lobes and phase modulation of two-dimensional optical phased array, which solves the problems of insufficient deflection angle and high resolution of existing two-dimensional optical phased array on chip. The method includes the following steps: 1) optimizing the uniform spacing of one-dimensional antenna elements by phase weighting method; 2) applying the element spacing obtained in step 1 to two-dimensional array, adding modulation phase to the emitted light of the elements through conversion algorithm, and modulating the phase of each element at the same time; 3) adjusting the element spacing obtained; For the fabrication of on-chip two-dimensional optical phased arrays, the phase difference is used for electrical adjustment to obtain low grating lobe optical phased arrays.
【技术实现步骤摘要】
一种二维光学相控阵消栅瓣与相位调制方法
本专利技术涉及一种光学相控阵领域,具体涉及一种二维光学相控阵消栅瓣与相位调制方法,该方法是一种高分辨率、低栅瓣,同时对集成度要求不高的片上二维光学相控阵阵元排布与相位调制技术。
技术介绍
相控阵是一种由相位控制阵元组成的阵列,能够通过调节每个阵元出射波相位来实现波束转向,相较于传统的机械控制波束转向技术,它响应速度较快,同时在指向精确度、稳定性方面有很大提升。光学相控阵工作于光学频段,可用于点对点自由空间光通信、光探测与测量、全息成像以及生成涡旋光等,在对功耗、体积要求较高的智能移动设备上有重要的应用前景。目前,最常用的光学相控阵技术是通过微纳集成天线阵列来实现,光学相控阵用作实现扫描与探测功能的激光雷达已经开始商用。商品化光学相控阵主要有两种途径实现:微机电系统与硅基片上集成。微机电系统集成受限于功耗、体积与重量,无法应用于具有庞大市场规模的智能移动设备与智能可穿戴设备。硅基片上集成光学相控阵,因其完全与CMOS兼容的工艺,使其加工难度与工艺成本很低,同时集成化的产品功耗、体积、重量都很低,可以完美应用于移动设备。但是,受阵元集成数量的影响,能够实现光束二维偏转片上集成光学相控阵面临着栅瓣较大,主瓣较宽,二维相位调制不够准确的问题,使得其偏转角不够大、分辨率不够高,严重制约了其应用。因此,为了进一步拓展二维片上光学相控阵的应用范围,亟需一种新的技术降低栅瓣收窄主瓣,同时更加精确调制每个阵元的相位,从而提升光束偏转角以及分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有片上二维光学相控阵偏转角不够大、分辨率不够高的问题, ...
【技术保护点】
1.一种二维光学相控阵消栅瓣与相位调制方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将一维天线阵元的均匀间隔由相位加权法优化为一维非均匀阵列间隔,优化的阵元间隔d0为:d0=d+g(c)其中:d为阵元初始间距,g(c)为步长函数,c为步长系数;2)将步骤1)得到的阵元间隔用于二维阵列,通过转化算法对阵元出射光加上调制相位,调制每个阵元的相位;设ABCD是呈矩形排列的四个阵元,O点为相控阵某个扫描点,则∠DOF=θy,θy为y方向偏转角,∠EOF=θx,θx为x方向偏转角,阵元AD距离为dx,阵元AB距离为dy,且OF⊥平面ABCD,步骤1)优化后得:dx=d+gx(c),dy=d+gy(c),gx(c)为x方向的步长函数,gy(c)为y方向的步长函数;则AC两阵元之间相位差αAC为:
【技术特征摘要】
1.一种二维光学相控阵消栅瓣与相位调制方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将一维天线阵元的均匀间隔由相位加权法优化为一维非均匀阵列间隔,优化的阵元间隔d0为:d0=d+g(c)其中:d为阵元初始间距,g(c)为步长函数,c为步长系数;2)将步骤1)得到的阵元间隔用于二维阵列,通过转化算法对阵元出射光加上调制相位,调制每个阵元的相位;设ABCD是呈矩形排列的四个阵元,O点为相控阵某个扫描点,则∠DOF=θy,θy为y方向偏转角,∠EOF=θx,θx为x方向偏转角,阵元AD距离为dx,阵元AB距离为dy,且OF⊥...
【专利技术属性】
技术研发人员:张文富,孙笑晨,章羚璇,王国玺,杜书剑,
申请(专利权)人:中国科学院西安光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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