[实用新型]一种可调光学相位阵列

说明书

本申请涉及光束操控技术领域，提供了一种可调光学相位阵列，所述可调光学相位阵列包括：衬底层、分布式布拉格反射器、支撑层、压电层、天线阵列以及用于对相位控制信号与表面波进行相互转换的换能器模块；采用天线阵列与所述分布式布拉格反射器形成法布里珀罗谐振腔，通过换能器模块将信号源输出的相位控制信号转换为表面波，并通过压电层将所述表面波传导至天线阵列中，以使所述法布里珀罗谐振腔产生对应的振荡，从而对天线阵列的出射相位进行调节，达到对光束进行操控的目的。

技术领域

本申请涉及光束操控技术领域，尤其涉及一种可调光学相位阵列。

背景技术

光束操控(Beam steering)是激光雷达、光通信等领域的核心器件，传统的光束操控设计方案中通常采用机械震镜、微机电系统(MEMS)微镜、双棱镜、光电晶体、液晶等方式对光束进行操控，然而，机械式或者微机械MEMS 实现的光束操控速度较慢、控制弹性小、稳定性与可靠性差的缺点，双棱镜在进行光束操控时存在扫描区域不可控而且不规则的问题，光电晶体在光束操控过程中存在光束扫描角度小、晶体体积大、价格昂贵、驱动功耗大的问题，虽然基于液晶的空间光调制器较为成熟，但是存在速度慢、驱动方式复杂、液晶材料耐高低温能力弱的问题。

随着激光雷达逐步由航空航天、测绘等专业领域迁移到消费与工业领域，传统光束操控器件以及光束扫描方式无法满足汽车、机器人、自动化等行业对体积、功耗、可靠性、稳定性、使用寿命等性能指标的要求，亟待一种新型的光束操控器件以及光束扫描方式。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种可调光学相位阵列，旨在解决相关技术中的光束操控存在的光束操控速度较慢、控制弹性小、稳定性与可靠性差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种可调光学相位阵列，包括：衬底层、分布式布拉格反射器、支撑层、压电层、天线阵列以及用于对相位控制信号与表面波进行相互转换的换能器模块；

所述分布式布拉格反射器设于所述衬底层表面，所述支撑层设于所述压电层与所述分布式布拉格反射器之间，所述天线阵列和所述换能器模块设于所述压电层表面，所述天线阵列与所述分布式布拉格反射器之间形成法布里珀罗谐振腔。

可选的，所述换能器模块包括一组或者多组叉指换能器，每组所述叉指换能器至少包括一个用于将相位控制信号转换为表面波的输入叉指换能器。

可选的，每组所述叉指换能器包括与所述输入叉指换能器相对设置、用于将表面波转换为反馈信号的输出叉指换能器，所述天线阵列设于所述输入叉指换能器与所述输出叉指换能器之间。

可选的，所述叉指换能器的结构为啁啾结构、倾斜结构以及变迹结构中的至少一种。

可选的，所述天线阵列包括多个纳米天线元件，所述纳米天线元件的折射率大于1.9。

可选的，所述纳米天线元件的形状为圆柱、方块、十字、圆孔、方孔、十字孔、V型中的至少一种。

可选的，所述纳米天线元件的材料为硅、砷化镓、铝镓砷、氮化硅以及磷化铟中的任意一种。

可选的，所述天线阵列的材料与所述压电层的材料相同。

可选的，所述压电层由支撑层支撑，以形成悬浮的压电薄膜，其中，悬浮高度小于15um。

可选的，所述支撑层包括多个支撑结构，相邻的所述支撑结构之间的间隔大于天线周期。