[发明专利]一种异质集成二维光学相控阵

权利要求书

1.一种异质集成二维光学相控阵，其特征在于，所述二维光学相控阵由一维波导相控阵及覆盖其上的光移相介质相控阵组成；

所述一维波导相控阵包含光耦合器、光分束器、光相移器和光发射单元，所述光移相介质相控阵包括条状透明电极阵列、光移相介质、和光移相介质上方的透明电极；

所述条状透明电极阵列覆盖于所述光发射单元上，光从所述光发射单元经过条状透明电极阵列射入所述光移相介质相控阵中，光经过所述光移相介质上方的透明电极射出。

2.根据权利要求1所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，所述光耦合器将激光耦合进一维波导相控阵，一维波导相控阵中光分束器将光分束到N根光波导中，每根光波导都有独立的光相移器，光相移器可以利用热光效应、电光效应或其他方式独立控制N根光波导中光波的相位，每根光波导上都有M段光发射单元。

3.根据权利要求2所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，所述光耦合器采用垂直耦合或是端面耦合的方式将激光耦合进所述一维波导相控阵中。

4.根据权利要求3所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，所述光分束器是级联的多模干涉耦合器(Multimode Interferometer,MMI)、Y分支(Y-branch)或是星型耦合器(Star Coupler)。

5.根据权利要求1所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，所述条状透明电极阵列覆盖于一维波导相控阵的光发射单元上，一共有M块条状透明电极，第m块条状透明电极覆盖在一维波导相控阵N根光波导上的所有第m段光发射单元上，所述条状透明电极阵列上方覆盖有一层光移相介质，光移相介质是液晶或电光聚合物，用于控制光波相位的介质；所述光移相介质上方覆盖有一层透明电极。

6.根据权利要求1所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，一维波导相控阵上的光相移器可以独立控制N根光波导中光波的相位；改变加在覆盖在发射单元上的条状透明电极阵列和光移相介质上的透明电极两端电压可以独立控制从一维波导相控阵上的同一列光发射单元射入相移介质的光束的相位。

7.根据权利要求1所述的异质集成二维光学相控阵，其特征在于，通过控制一维波导相控阵上的光相移器和光移相介质上下透明电极间的电压就可以使M×N个光发射单元的等相位面为不垂直于发射单元阵列的任意平面，进而实现出射光的二维角度控制。