發(fā)布時(shí)間：2021-10-22 11:40

　　光波導(dǎo)光學(xué)相控陣具有掃描速度快、光損耗小、控制電壓低、易于小型化、集成化等優(yōu)點(diǎn),在光信息存儲(chǔ)與處理、無(wú)人駕駛、智能穿戴、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)硅波導(dǎo)相控陣系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析與器件設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括:1、從Si的熱光效應(yīng)和GaAs的電光效應(yīng)出發(fā),介紹了光波導(dǎo)光學(xué)相控陣的一維掃描原理;分析了Si和GaAs兩種材料波導(dǎo)陣列的傳輸特性及耦合特性,對(duì)比了兩種材料的光波導(dǎo)相控陣在響應(yīng)速度、傳輸損耗、加工難度等方面的優(yōu)點(diǎn)與不足;以硅波導(dǎo)相控陣為例,設(shè)計(jì)了8陣元波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu),研究了遠(yuǎn)場(chǎng)光束的掃描性能,結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最大掃描范圍為?35°。2、針對(duì)硅波導(dǎo)相控陣,分別建立了波導(dǎo)光柵耦合器和多模干涉分束器的仿真模型,結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的光柵耦合器最大耦合效率約為50%,多模干涉分束器的最低損耗約為0.16dB。3、建立了移相器單元的熱場(chǎng)分析模型,確定了該模型的初始及邊界條件,對(duì)目前常用加熱電極材料進(jìn)行了分析與對(duì)比,選取鈦電極作為加熱電極,分析了加熱電極尺寸、上包層厚度和外加功率等因素對(duì)移相器單元溫度分布及相移特性的影響。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的移相器單元完成2π相移需要的外加功率約為... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Hobbs等人研制的GaAs光學(xué)相控陣1991年，D.R.Wight等人采用脊波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了AlGaAs一維相控陣激光掃

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1. 1 Hobbs 等人研制的 GaAs 光學(xué)相控陣1991 年，D.R.Wight 等人采用脊波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了 AlGaAs 一維相控陣激光掃描器[5]，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示，該器件在 30V 偏置電壓下，掃描角達(dá)到 20°，開(kāi)關(guān)速度為 2GHz，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了 GaAs 具有掃描角度大，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1. 1 Hobbs 等人研制的 GaAs 光學(xué)相控陣1991 年，D.R.Wight 等人采用脊波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了 AlGaAs 一維相控陣激光掃描器[5]，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示，該器件在 30V 偏置電壓下，掃描角達(dá)到 20°，開(kāi)關(guān)速度為 2GHz，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了 GaAs 具有掃描角度大，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型的光波導(dǎo)光學(xué)相控陣的特性研究（英文）[J]. 葉佳雨,李立京,陳文,鄭月,孫鳴捷.  紅外與激光工程. 2017(06)
[2]液晶光學(xué)相控陣技術(shù)[J]. 韓學(xué)勤,李麗,譚東杰,劉國(guó)國(guó),張衛(wèi)國(guó).  航空科學(xué)技術(shù). 2012(01)
[3]基于電光材料的光學(xué)相控陣技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 瞿榮輝,葉青,董作人,方祖捷.  中國(guó)激光. 2008(12)
[4]液晶光學(xué)相控陣可編程光束偏轉(zhuǎn)研究[J]. 張健,徐林,吳麗瑩,劉翔,張進(jìn)廠.  光子學(xué)報(bào). 2008(08)
[5]新型光波導(dǎo)陣列電光快速掃描器的饋電特性[J]. 李家立,石順祥,王廣生,花吉珍.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(06)
[6]一種新型的光波導(dǎo)陣列電光快速掃描器[J]. 石順祥,李家立,王廣生,花吉珍.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2002(11)
[7]新型光波導(dǎo)陣列電光快速掃描器的光波導(dǎo)效應(yīng)[J]. 李家立,石順祥,王廣生,花吉珍,趙衛(wèi).  光子學(xué)報(bào). 2002(08)

博士論文
[1]硅基聚合物熱光開(kāi)關(guān)器件及其可靠性研究[D]. 劉玉芬.吉林大學(xué) 2015
[2]光波導(dǎo)光學(xué)相控陣技術(shù)的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 梁華偉.西安電子科技大學(xué) 2007
[3]光波導(dǎo)光學(xué)相控陣技術(shù)研究[D]. 李家立.西安電子科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]硅基光學(xué)移相器研究[D]. 武倩倩.上海交通大學(xué) 2015
[2]硅基光柵耦合器和波導(dǎo)分束器的研究[D]. 周闊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]SOI集成光波導(dǎo)的制備及傳輸特性研究[D]. 晉玉劍.中北大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3451025