[實用新型]電光控制二維激光光束掃描陣列

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820058690.6
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN201203740Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 職亞楠;閆愛民;劉德安;周煜;孫建鋒;劉立人
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29;G02F1/03
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本實用新型涉及激光光束掃描，特別是電光控制激光光束二維掃描陣列。

背景技術

激光光束掃描系統(tǒng)在激光雷達、激光通信、激光顯示等方面有著重要的應用。例如激光雷達必須將激光束對特定探測空間進行有效的掃描，以獲取目標的距離和方位信息。

通常的二維光束掃描器大多采用機械掃描原理，可以實現(xiàn)寬范圍內二維光束掃描，缺點是受機械傳動精度影響，掃描精度有限，掃描速度慢，而且掃描系統(tǒng)往往比較龐大，微小化程度低。

光學相控陣光束掃描器通過控制各相控單元的相位實現(xiàn)光束偏轉，是一種非機械的高精度掃描器(參見P.F.Mcmanamon，T.A.Dorschner，D.L.Corkum，et?al，Optical?phased?array?technology，Proc.IEEE，1996，84，268-298)，但是如要實現(xiàn)較大范圍的高精度掃描，需要大量的移相器，而相控單元尺寸小，生產(chǎn)工藝難度大，成本高，掃描范圍受限，更重要的是難以消除衍射所帶來的光學問題。萬玲玉等人采用LiNdO3晶體設計了一種多光束掃描的電光相控陣二維激光光束掃描器(參見萬玲玉等，高速電光相控陣二維激光光束掃描器，發(fā)明專利，公開號CN?1554978A)它的輸出口徑為7mm×7mm，最大掃描范圍為0.345mrad，具有并行掃描的特點，掃描速率達到100ns/行，可以通過增大調制電壓，加長電極長度和改善切割方式提高晶體電光系數(shù)等方法增大掃描范圍，但是掃描范圍仍然非常有限，限制了這種設計在二維掃描中的應用。

基于鐵電疇工程的電光掃描器(參見K.Gahagan，V.Gopalan，J.M.Robinson，andQ.X.Jia，Integrated?electro-optic?lens/scanner?in?a?LiTaO₃?single?crystal，Appl.Opt.，1999，38，1186-1190；和D.A.Scrymgeour，Y.Barad，V.Gopalan，K.T.Gahagan，Q.Jia，T.E.Mitchell，and?J.M.Robinson，Large-angle?electro-optic?laser?scanner?on?LiTaO₃fabricated?by?in?situ?monitoring?offerroelectric-domain?micropatterning，App.Opt.，2001，40(34)：6236-6241)具有掃描速度快、精度高、沒有機械運動和集成度高的優(yōu)點，可以實現(xiàn)二維掃描，很適合高精度的空間通信和跟瞄使用，但現(xiàn)有的器件大多為單光束偏轉設計，通光口徑小，難以制作出大孔徑的掃描器。

光折變3-D集成是通過全息記錄和固定的方法把多個光學組件集成在單塊晶體內以構成可重構的三維光子學系統(tǒng)。閻曉娜等利用分層結構的光折變集成建立了單級修正的Gamma網(wǎng)絡，利用分塊結構的局域光折變體全息集成提出了光伏打2×2直通交換光開關和電控制的2×2直通交換光開關(參見閻曉娜，劉波，劉立人，基于層狀固定光折變全息的單塊光學修正的gamma網(wǎng)絡，光學學報，1998，18(10)，1326-1331)。董前民等利用雙摻雜LiNbO₃晶體的光折變效應，采用雙色光雙中心全息記錄法，提出LiNbO₃晶體體全息光柵的光分插復用器(OADM)(參見：董前民，劉立人，劉德安，欒竹等，鈮酸鋰晶體體全息光柵的光分插復用器，發(fā)明專利，公開號CN?1424601A)和40×40波長無阻塞光開關(參見：董前民，劉立人，劉德安等，40×40波長無阻塞光開關，發(fā)明專利，公開號：CN1442727A)，用于實現(xiàn)波分復用信號的解復用及信號光波之間的空間交換，以及40個波長信道的無阻塞路由交換。基于晶體雙折射效應和光折變效應的3-D光學集成，具有結構簡單緊湊，固態(tài)化，抗環(huán)境干擾能力強等優(yōu)點，但是目前尚沒有應用晶體雙折射效應和光折變效應的3-D光學集成設計制作電光控制二維激光光束掃描陣列的報導。

發(fā)明內容

本實用新型要解決的技術問題在于克服以上在先技術的不足，提供一種電光控制二維激光光束掃描陣列，該掃描陣列應具有是掃描速度快、精度高、無機械運動、控制簡單、體積小、結構緊湊并具有一定的集成度的特點。

本實用新型的技術解決方案如下：