[發(fā)明專利]一種光學(xué)相控陣及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113176694A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏鑫;付天陽;張霞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29;G02B27/28;G02B5/18
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 苗曉靜

1.一種光學(xué)相控陣，其特征在于，包括：襯底層、偏振分束器、至少兩個功率分束器以及多個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)；

其中，所述偏振分束器與至少兩個功率分束器連接，每個功率分束器分別與多個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)連接，且所述偏振分束器、功率分束器以及無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)均刻蝕于襯底層上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)相控陣，其特征在于，所述襯底層由二氧化硅SiO₂絕緣層和附著于絕緣層之上的一層硅層Si構(gòu)成；

其中，所述絕緣層厚度為2～3.5μm，尺寸小于50×50μm²，硅層厚度為150～290nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)相控陣，其特征在于，所述偏振分束器和功率分束器均刻蝕于所述襯底層的硅層之上，且所述偏振分束器的尺寸為2μm×2μm，厚度為150～290nm，所述功率分束器的尺寸為3μm×3μm，厚度為150～290nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)相控陣，其特征在于，所述無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)刻蝕于所述襯底層的硅層之上，且每個厚度為150～290nm，尺寸為2.5μm×2.5μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)相控陣，其特征在于，還包括：多個隨機(jī)光柵；所述多個隨機(jī)光柵刻蝕于襯底層上，且一個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)連接多個串連連接的隨機(jī)光柵，所述隨機(jī)光柵的周期為0.670～1.000μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)相控陣，其特征在于，相鄰兩個隨機(jī)光柵的間距為1.30～3.0μm。

7.一種光學(xué)相控陣的制備方法，其特征在于，包括：

制備襯底層；

在所述襯底層上方刻蝕一個偏振分束器、至少兩個功率分束器以及多個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)；

其中，將偏振分束器與至少兩個功率分束器連接，將每個功率分束器分別與多個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)相控陣的制備方法，其特征在于，還包括：

在所述襯底層上方刻蝕多個隨機(jī)光柵，并將一個無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)連接多個串連連接的隨機(jī)光柵。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)相控陣的制備方法，其特征在于，根據(jù)逆向方法，設(shè)計偏振分束器、功率分束器和無源相差產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的像素結(jié)構(gòu)；所述像素結(jié)構(gòu)由多個子像素組成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)相控陣的制備方法，其特征在于，所述逆向方法為：

基于粒子群優(yōu)化算法PSO確定各個子像素的組成成分；

根據(jù)所述各個子像素的組成成分確定像素結(jié)構(gòu)。