[发明专利]基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线

权利要求书

1.一种基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，包括光相控阵发射单元(101)、平板波导传输单元(102)和光相控阵接收单元(103)；所述的光相控阵发射单元(101)的输出端与所述的平板波导传输单元(102)的一端相连，所述的平板波导传输单元(102)的另一端与所述的光相控阵接收单元(103)连接，所述的光相控阵发射单元(101)依次由耦合器、级联分光结构、移相器相位阵列构成，所述的光相控阵接收单元(103)依次由移相器相位阵列、级联分光结构和耦合器构成。

2.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的光相控阵发射单元(101)和光相控阵接收单元(103)相对于所述的平板波导传输单元(102)对称放置,或置于所述的平板波导传输单元(102)的同一侧。

3.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的光相控阵发射单元(101)通过波束成型发射具有方向性的波束，并同平板波导传输单元(102)一端连接，大于全反射临界角的输入光束被约束在波导中传输，波导的另一端与光相控阵接收单元(103)连接。

4.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，通过移相器相位阵列调控通道间的相位差，改变远场干涉光斑，形成具有方向性的波束从而改变光相控阵发射单元(101)或光相控阵接收单元(103)的波束的角度，进而改变光束在平板波导中传播路径的长度。

5.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，其特征在于，所述的光相控阵的输入耦合器采用光栅耦合器或倒锥形波导耦合器，光信号输入/输出采用水平耦合或垂直耦合实现外部光信号与平面光波导之间的连接,所述的水平耦合采用透镜和芯片上的倒锥形模斑转换器，所述的垂直耦合采用平面光纤和芯片上的光栅耦合器。

6.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述光相控阵的级联分光结构采用级联多模干涉耦合器、级联Y型分束器或星型耦合器。

7.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的移相器采用基于自由载流子色散效应移相器或基于热光效应移相器。

8.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的光相控阵具有亚波长间隔的天线密度，并且该发射阵列采用弯曲波导阵列，宽度相异的波导阵列，或含有超材料的光子禁带结构。

9.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的光相控阵接收单元具有与发射单元互为镜像的架构，采用不同的阵列尺寸、子通道数目、子通道相位调节原理、合束器件以及输出耦合器。

10.如权利要求1所述的基于光相控阵的硅基集成光学可调延时线，其特征在于，所述的光相控阵接收单元(103)通过增大接收器的阵列尺寸或增加子通道数目来提高接收效率。