อ่าน 2 นาที
ออปติกแบบอาร์เรย์เฟส
ออปติกแบบเฟสอาร์เรย์คือเทคโนโลยีในการควบคุมเฟสและแอมพลิจูดของคลื่นแสงที่ส่งผ่าน สะท้อน หรือจับ (รับ) โดยพื้นผิวสองมิติโดยใช้องค์ประกอบพื้นผิวที่ปรับได้ออปติกเฟสอาร์เรย์ ( OPA )
ออปติกแบบอาร์เรย์เฟส
ออปติกแบบเฟสอาร์เรย์คือเทคโนโลยีในการควบคุมเฟสและแอมพลิจูดของคลื่นแสงที่ส่งผ่าน สะท้อน หรือจับ (รับ) โดยพื้นผิวสองมิติโดยใช้องค์ประกอบพื้นผิวที่ปรับได้ออปติกเฟสอาร์เรย์ ( OPA ) เป็นอนาล็อกทางแสงของเฟสอาร์เรย์คลื่นวิทยุ[ 1 ]โดยการควบคุมคุณสมบัติทางแสงของพื้นผิวในระดับจุลภาคแบบไดนามิก ทำให้สามารถควบคุมทิศทางของลำแสง (ในตัวส่งสัญญาณ OPA [ 2 ] ) หรือทิศทางการมองเห็นของเซ็นเซอร์ (ในตัวรับสัญญาณ OPA [ 3 ] ) โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ การควบคุมทิศทางลำแสงแบบเฟสอาร์เรย์ใช้สำหรับการสลับและการมัลติเพล็กซ์ทางแสงใน อุปกรณ์ อิเล็กโทรออปติกและสำหรับการเล็ง ลำแสง เลเซอร์ในระดับมหภาค
รูปแบบการเปลี่ยนแปลงเฟสที่ซับซ้อนสามารถนำมาใช้สร้างองค์ประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบนได้เช่น เลนส์เสมือนแบบไดนามิก สำหรับการโฟกัสหรือการแยกแสง นอกเหนือจากการเล็งเป้าหมาย การเปลี่ยนแปลงเฟสแบบไดนามิกยังสามารถสร้างโฮโลแกรม แบบเรียลไทม์ได้อีกด้วย อุปกรณ์ที่อนุญาตให้ควบคุมเฟสแบบระบุตำแหน่งได้อย่างละเอียดในสองมิติ จัดเป็นอุปกรณ์ปรับแสงเชิงพื้นที่ (Spatial Light Modulator หรือ SLM)
เครื่องส่งสัญญาณ
ตัวส่งสัญญาณแบบอาร์เรย์เฟสออปติคอลประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสง (เลเซอร์) ตัวแยกกำลัง ตัวเปลี่ยนเฟส และอาร์เรย์ขององค์ประกอบที่แผ่รังสี[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]แสงเอาต์พุตของแหล่งกำเนิดเลเซอร์จะถูกแยกออกเป็นหลายสาขาโดยใช้ตัวแยกกำลังแบบต้นไม้ จากนั้นแต่ละสาขาจะถูกส่งไปยังตัวเปลี่ยนเฟสที่ปรับได้ แสงที่เปลี่ยนเฟสแล้วจะถูกป้อนเข้าสู่องค์ประกอบที่แผ่รังสี (เสาอากาศนาโนโฟโตนิก) ที่เชื่อมต่อแสงเข้าสู่พื้นที่ว่าง แสงที่แผ่รังสีโดยองค์ประกอบต่างๆ จะรวมกันในระยะไกลและสร้างรูปแบบระยะไกลของอาร์เรย์ โดยการปรับการเปลี่ยนเฟสสัมพัทธ์ระหว่างองค์ประกอบต่างๆ สามารถสร้างและกำหนดทิศทางของลำแสงได้
ตัวรับสัญญาณ
ในตัวรับสัญญาณแบบอาร์เรย์เฟสออปติก[ 3 ]แสงตกกระทบ (โดยปกติคือแสงโคherent) บนพื้นผิวจะถูกจับโดยชุดของเสาอากาศนาโนโฟโตนิกที่วางอยู่บนอาร์เรย์ 1 มิติ[ 7 ]หรือ 2 มิติ[ 3 ]แสงที่ได้รับจากแต่ละองค์ประกอบจะถูกเปลี่ยนเฟสและถ่วงน้ำหนักแอมพลิจูดบนชิป จากนั้นสัญญาณเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันในโดเมนออปติกหรืออิเล็กทรอนิกส์เพื่อสร้างลำแสงรับสัญญาณ โดยการปรับการเปลี่ยนเฟส ลำแสงรับสัญญาณสามารถถูกกำหนดทิศทางไปยังทิศทางต่างๆ ได้ และแสงที่ตกกระทบจากแต่ละทิศทางจะถูกรวบรวมอย่างเลือกสรร
แอปพลิเคชัน
ในนาโนเทคโนโลยีออปติกแบบอาร์เรย์เฟสหมายถึงอาร์เรย์ของเลเซอร์หรือ SLM ที่มีองค์ประกอบเฟสและแอมพลิจูดที่สามารถระบุตำแหน่งได้ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสง[ 8 ]แม้ว่าจะยังเป็นเพียงทฤษฎี แต่อาร์เรย์ที่มีความละเอียดสูงดังกล่าวจะช่วยให้สามารถแสดงภาพสามมิติที่สมจริงอย่างยิ่งโดยใช้โฮโลแกรมแบบไดนามิกโดยไม่มีลำดับการเลี้ยวเบนที่ไม่พึงประสงค์ การใช้งานสำหรับอาวุธ การสื่อสารในอวกาศ และการพรางตัวด้วยการพรางตัวทางแสงก็ได้รับการเสนอแนะเช่นกัน[ 8 ]
โครงการ Excalibur ของDARPA มีเป้าหมายเพื่อแก้ไข ความปั่นป่วนของบรรยากาศ แบบเรียลไทม์ สำหรับอาวุธเลเซอร์[ 9 ]
องค์กรBreakthrough Starshotได้เสนอให้ใช้อาร์เรย์เฟสเพื่อเล็งและควบคุมเลเซอร์ขับเคลื่อนอย่างแม่นยำสำหรับยานอวกาศหรือกลุ่มยานอวกาศขนาดเล็กระดับกรัมที่ใช้พลังงาน แสงอาทิตย์ เป็นเชื้อเพลิง
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ออปติกอาร์เรย์เฟส
- ภาพเคลื่อนไหวแสดงการควบคุมทิศทางลำแสงโดยใช้อาร์เรย์เฟสบน YouTube
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ออปติกแบบอาร์เรย์เฟส
ออปติกแบบเฟสอาร์เรย์คือเทคโนโลยีในการควบคุมเฟสและแอมพลิจูดของคลื่นแสงที่ส่งผ่าน สะท้อน หรือจับ (รับ) โดยพื้นผิวสองมิติโดยใช้องค์ประกอบพื้นผิวที่ปรับได้ออปติกเฟสอาร์เรย์ ( OPA )
เครื่องส่งสัญญาณ
ตัวส่งสัญญาณแบบอาร์เรย์เฟสออปติคอลประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสง (เลเซอร์) ตัวแยกกำลัง ตัวเปลี่ยนเฟส และอาร์เรย์ขององค์ประกอบที่แผ่รังสี [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] แสงเอาต์พุตของแหล่งกำเนิดเลเซอร์จะถูกแยกออกเป็นหลายสาขาโดยใช้ตัวแยกกำลังแบบต้นไม้...
ตัวรับสัญญาณ
ในตัวรับสัญญาณแบบอาร์เรย์เฟสออปติก [ 3 ] แสงตกกระทบ (โดยปกติคือแสงโคherent) บนพื้นผิวจะถูกจับโดยชุดของเสาอากาศนาโนโฟโตนิกที่วางอยู่บนอาร์เรย์ 1 มิติ [ 7 ] หรือ 2 มิติ [ 3 ] แสงที่ได้รับจากแต่ละองค์ประกอบจะถูกเปลี่ยนเฟสและถ่วงน้ำหนักแอมพลิจูดบนชิป...
แอปพลิเคชัน
ใน นาโนเทคโนโลยี ออปติกแบบอาร์เรย์เฟสหมายถึงอาร์เรย์ของเลเซอร์หรือ SLM ที่มีองค์ประกอบเฟสและแอมพลิจูดที่สามารถระบุตำแหน่งได้ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสง [ 8 ] แม้ว่าจะยังเป็นเพียงทฤษฎี...