Благодаря управлению фазой единичного пучка в массиве, технология оптических фазированных решеток позволяет восстанавливать или точно регулировать изопическую плоскость пучка. Она обладает преимуществами малого объема и массы системы, высокой скорости отклика и хорошего качества пучка.
Принцип работы технологии оптических фазированных решеток заключается в соответствующем сдвиге (или задержке) сигнала базового элемента, расположенного в соответствии с определенным законом, для получения отклонения луча решетки. Согласно приведенному выше определению, технология оптических фазированных решеток включает в себя технологию отклонения луча на большие углы для решеток излучения и технологию интерференционной визуализации телескопов с решетками для получения изображений высокого разрешения удаленных объектов.
С точки зрения излучения, оптическая фазированная решетка предназначена для управления фазой передаваемого луча решетки, что позволяет реализовать общее отклонение луча решетки или компенсацию фазовой ошибки. Основной принцип работы оптической фазированной решетки показан на фиг. 1. Фиг. 1 (а) представляет собой некогерентную синтетическую решетку, то есть имеется только «решетка» без «фазированной решетки». На фиг. 1 (б) ~ (г) показаны три различных рабочих состояния оптической фазированной решетки (то есть когерентная синтетическая решетка).
Некогерентная система синтеза осуществляет лишь простую суперпозицию мощности пучков антенной решетки без управления фазой пучков. Ее источником света может быть несколько лазеров с разными длинами волн, а размер пятна в дальней зоне определяется размером передающего элемента антенной решетки и не зависит от количества элементов решетки, эквивалентной апертуры решетки и коэффициента заполнения пучков, поэтому ее нельзя считать фазированной антенной решеткой в истинном смысле этого слова. Однако некогерентная система синтеза получила широкое распространение благодаря своей простой конструкции, низким требованиям к характеристикам источника света и высокой выходной мощности.
С точки зрения приема, оптическая фазированная решетка применяется для получения изображений удаленных целей с высоким разрешением (рис. 2). Она состоит из телескопической решетки, решетки фазовых замедлителей, комбинатора лучей и устройства формирования изображения. Получается комплексная когерентность целевого источника. Изображение цели рассчитывается в соответствии с теоремой Фансерта-Зерника. Этот метод называется интерференционной визуализацией и является одним из методов визуализации с синтезированной апертурой. С точки зрения структуры системы, структура интерферометрической системы визуализации и системы излучения фазированной решетки в основном одинакова, но направление передачи оптического пути в двух приложениях противоположно.
Дата публикации: 26 мая 2023 г.