[发明专利]光学相控阵列

权利要求书

1.一种用于从具有自由空间波长λ₀的相干光束形成远场辐射图案的光学相控阵列，所述光学相控阵列包括：

基板；

至少一个波导，其形成在所述基板中或在所述基板上且用于引导所述相干光束；以及

多个天线元件，其形成在所述基板中或在所述基板上且倏逝地耦合至所述至少一个波导，以发射所述相干光束的各自部分以形成所述远场辐射图案，

其中所述至少一个波导包括：

列波导，其用于在第一方向上引导所述相干光束；以及

至少一个行波导，其倏逝地耦合至所述列波导，以将所述相干光束的第一部分引导至所述多个天线元件中的至少一个天线元件。

2.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其中所述至少一个行波导包括：

第一行波导，其经由具有第一耦合效率的第一方向耦合器倏逝地耦合至所述列波导，以引导具有第一振幅的所述相干光束的所述第一部分；以及

第二行波导，其经由具有第二耦合效率的第二方向耦合器倏逝地耦合至所述列波导，以引导具有第二振幅的所述相干光束的第二部分。

3.根据权利要求2所述的光学相控阵列，其中选择所述第一耦合效率及所述第二耦合效率，使得所述第一振幅等于所述第二振幅。

4.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其中所述至少一个波导经由互补金属氧化物半导体工艺形成。

5.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其中所述多个天线元件按等于λ₀/2的整数倍的间距间隔。

6.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其中所述多个天线元件按小于或等于λ₀/2的间距间隔。

7.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其中由所述多个天线元件发射的所述相干光束的所述各自部分具有相等振幅。

8.根据权利要求1所述的光学相控阵列，其还包括：

至少一条可变光学延迟线，其与所述多个天线元件中的至少一个天线元件光学通信，以使所述相干光束的相应部分的相位偏移以变化所述远场辐射图案的振幅分布和/或补偿所述至少一个波导中的相位误差。

9.根据权利要求8所述的光学相控阵列，其还包括：

至少一个加热器，其与所述至少一条可变光学延迟线热通信，以加热所述至少一条可变光学延迟线的至少一部分以改变由所述至少一条可变光学延迟线赋予在所述相干光束的所述相应部分上的相位偏移。

10.根据权利要求9所述的光学相控阵列，其中所述至少一个加热器包括形成在掺杂半导体中的电阻式加热器。

11.根据权利要求9所述的光学相控阵列，其还包括：

控制器，其可操作地耦合至所述至少一个加热器，以控制所述至少一个加热器的温度以经由由所述至少一条可变光学延迟线赋予在所述相干光束的所述相应部分上的相位偏移的改变而变化所述远场辐射图案。

12.根据权利要求8所述的光学相控阵列，其还包括：

光栅，其与所述至少一条可变光学延迟线光学通信以使所述相干光束的所述相应部分的至少部分衍射以形成所述远场辐射图案。

13.根据权利要求12所述的光学相控阵列，其中所述光栅具有至少100nm的半峰全宽衍射带宽。

14.根据权利要求12所述的光学相控阵列，其中所述光栅被配置来抑制所述相干光束的所述相应各自部分的谐振背反射。