硅基光学相控阵性能评估方法

针对典型光学相控阵,建立了一套硅基光学相控阵芯片性能评估方法,为光学相控阵优化设计提供可靠的数据支撑。通过设计傅里叶成像系统对光学相控阵进行动态成像,能够实现对近场远场成像的同步观察。在该基础上设计校准方案对相控阵初始相位进行校准优化,同时对扫描速度、角度和精度等特性参数进行了从理论推导和仿真到测试系统结构设计的整体分析。

硅基光学相控阵扇形天线优化设计

在光学相控阵芯片中,天线单元的性能直接决定了波导中光波能量向外辐射的效率。在此基础上,主要针对扇形结构天线进行优化设计,通过对扇形天线增加浅刻蚀区域和硅薄带的设计,对天线向下衍射损失以及背反射损失进行了抑制,大幅提高了天线向上衍射效率。此外,分别对提高向上衍射效率和减小设计尺寸的设计要求制定了设计方案,对于高衍射效率方案,天线向上衍射效率达到81.6%,向下衍射减少到4%,背反射减少到1.4%;对于小型化方案,天线向上衍射效率达到67.2%,向下衍射减少到5.6%,背反射减少到1.2%,大幅提高了光学相控阵芯片集成度及发射效率。