光学相控阵技术是一种新型光束偏转控制技术，具有灵活、高速率、高精度等特点。

目前研究较多的是液晶光学相控阵 、光波导光学相控阵以及微机电（MEMS）系统光学相控阵。今天为大家带来的是光波导光学相控阵的相关原理。

光波导相控阵主要利用介质材料的电光效应、 热光效应等，使得光束在通过介质材料后发生偏转。

电光效应的光波导相控阵 

晶体的电光效应是通过对晶体施加一个外加电场，使得通过晶体的光束产生与外加电场相关的相位延迟。

基于晶体的一次电光效应，由电场引起的相位延迟与外加电压成正比，即可通过控制各光波导芯层电极层上的电压来改变通过光波导芯层 光束的相位延迟。

对于N层波导的光波导相控阵， 原理如图1所示，光束在各芯层传输可独立控制， 其周期性衍射光场分布特性可以用光栅衍射理论来说明。

在芯层上按一定的规律控制外加电压得到相对应的相位差分布可以控制光强在远场的干涉分布，干涉的结果是在某方向上产生高强度光束，而在其

他方向上从各相控单元发出的光波相互抵消，从而实现光束的偏转扫描。

热光效应的光波导相控阵 

晶体热光效应是指通过将晶体加热或冷却使其分子排列发生改变，从而造成晶体的光学性质随温度的改变而改变的现象。

由于晶体的各向异性， 热光效应表现是多种多样的，可能是光率体的半轴长度发生变化、或光轴角的变化、光轴面的转换、光率体的旋转等。热光效应对

光束的偏转效果和电光效应类似，通过改变加热的功率从而改变波导有效折射率来实现另一个方向的角度偏转。

图2是一种基于热光效应的光波导相控阵的示意图， 相控阵阵列是非均匀排列，集成在300mm的CMOS器件上，实现了高性能的扫描偏转。

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