[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810240144.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108646430A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 忻勤杰;余輝;王健;江曉清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/44
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/44;G02F1/01;G02F1/29
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)，其特征在于：包括通道選擇模塊和4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)相控陣單元模塊；其中：

通道選擇模塊包括3個(gè)結(jié)構(gòu)相同的MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)，第1個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸入經(jīng)光柵與CW激光源耦合，第1個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸入經(jīng)自身兩干涉臂和2×2MMI后有2個(gè)輸出，2個(gè)輸出分別與第2個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)和第3個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸入連接，第2個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸入經(jīng)自身兩干涉臂和2×2MMI后有2個(gè)輸出，2個(gè)輸出分別與第1個(gè)光學(xué)相控陣單元模塊和第2個(gè)光學(xué)相控陣單元模塊連接，第3個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸入經(jīng)自身兩干涉臂和2×2MMI后有2個(gè)輸出，2個(gè)輸出分別與第3個(gè)光學(xué)相控陣單元模塊和第4個(gè)光學(xué)相控陣單元模塊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)，其特征在于：所述每個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)均由1×2MMI，2×2MMI和之間的兩條干涉臂構(gòu)成。其中1條或2條干涉臂上覆有加熱層，加熱層的兩端分別連接電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)，其特征在于：所述4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)相控陣單元模塊，均包括由與通道選擇模塊中1×2MMI參數(shù)不同級(jí)聯(lián)的1×2MMI組成的分束器模塊，熱光移相器陣列和耦合光柵陣列；分束器模塊的輸入分別與通道選擇模塊中的第2個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)或第3個(gè)MZ-MMI熱光開(kāi)關(guān)的輸出連接，級(jí)聯(lián)的1×2MMI組成的分束器模塊的另一端經(jīng)波導(dǎo)連接模塊和熱光移相器陣列接耦合光柵陣列。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)，其特征在于：所述分束器模塊輸出為等間距或不等間距分布，通過(guò)波導(dǎo)連接模塊接等間距的熱光移相器陣列后與等間距的耦合光柵陣列連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于熱光開(kāi)關(guān)和硅光相控陣的單波長(zhǎng)多線掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)相控陣單元模塊的陣因子：

其中，A代表每個(gè)光柵陣元輻射遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度(等幅分布)，ko代表1550nm波長(zhǎng)光在自由空間波數(shù)，Nx代表陣列光柵陣元數(shù)，Λx代表光柵陣元的中心間距，代表相鄰陣元間的相位差；

顯而易見(jiàn)，當(dāng)光學(xué)相控陣的陣因子T(θ_x)達(dá)最大值：

|T(θ_x)|＝AN_x

其中：θ_x表示波束指向的方位角。調(diào)節(jié)熱光移相器陣列中每一路熱光移相器的電極電壓，通過(guò)熱場(chǎng)改變波導(dǎo)折射率以及相應(yīng)光程相位差，θ_x的指向也會(huì)隨之改變，實(shí)現(xiàn)光學(xué)相控陣波束的方位角偏轉(zhuǎn)。