[发明专利]一种基于光学相控阵扫描方式的激光杀毒装置及方法

权利要求书

1.一种基于光学相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于包括可调谐激光器、刻蚀有耦合光栅的光学相控阵、控制板、供电单元，

所述可调谐激光器设置有光纤接口，通过所述光纤接口与光学相控阵连接；

所述光学相控阵为基于热光移向器的光波导相控阵，利用硅材料的高热光系数，通过加热的方式实现材料折射率的变化，从而实现相位的调制；

所述耦合光栅通过刻蚀的方法刻蚀在光波导相控阵芯片上；

当所述可调谐激光器出射的同一波长的光通过光波导相控阵时，通过加热的方式实现相位的调制，再入射到耦合光栅中，最后实现光束在一个方向上的偏转扫描；

当所述可调谐激光器出射的不同波长的光通过耦合光栅时，实现出射光束在另一方向的偏转扫描，此时光波导相控阵处于非加热状态；

所述控制板为热光移相器的控制装置，通过控制板程序驱动移相器外加电场的方式，使移相器材料折射率发生变化，进而实现光束经过热光移相器后相位改变；

所述供电单元为可调谐激光器、控制板提供符合要求的电压值。

2.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于所述光波导相控阵置于硅层衬底上，沿着光路依次包括输入波导、光学分束器单元、光波导阵列、热光移相器单元及耦合光栅，所述激光光束经过拉锥光纤耦合进输入波导，再经过光学分束器单元进入光波导阵列，通过热光移相器单元给光波导阵列加热，实现波导折射率的改变，从而使光束相位发生变化，当给波导加热满足相邻波导出射光束相位差恒定时，出射光束实现横向偏转，即实现横向扫描。

3.根据权利要求2所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于所述光波导相控阵采用硅基光电子集成技术制作全集成二维光学硅基光波导相控阵。

4.根据权利要求3所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于所述光波导相控阵即光波导相控阵芯片为硅基光波导相控阵，从下往上依次为硅衬底、硅氧化层和波导层，所述热光移相器单元包括加热片，所述光波导阵列为单模波导，加热片掩埋在硅氧化层中，加热片与控制板相连，通过控制板控制给各加热片电压的不同，实现热光移相器对波导阵列不同的移相效果。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于还包括支架，所述支架为整套装置的固定设备，为可调谐激光器、光波导相控阵及控制板提供安装位置及固定方式。

6.根据权利要求5所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于所述可调谐激光器采用红外波段，利用激光的高能量通过热效应实现对病菌的消杀。

7.根据权利要求5所述的基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置，其特征在于所述可调谐激光器采用紫外波段，利用光化学效应达到使病菌失活的目的。

8.根据权利要求1-4、6-7任一项所述的一种基于光学相控阵扫描方式的激光杀毒装置的激光杀毒方法，包括步骤如下：

S1、安装固定基于光波导相控阵扫描方式的激光杀毒装置；

S2、通过所述供电单元给可调谐激光器、控制板提供符合要求的电压值；

S3、当所述可调谐激光器出射的同一波长的光通过光波导相控阵时，通过加热的方式实现相位的调制，再入射到耦合光栅中，实现激光从光波导到空间的发射及光束横向方向的偏转，最后实现光束在一个方向上的偏转扫描；

S4、当所述可调谐激光器出射的不同波长的光通过耦合光栅时，实现激光从光波导到空间的发射及光束纵向方向的偏转，实现出射光束在另一方向的偏转扫描，此时光波导相控阵处于非加热状态；

步骤S3和S4顺序可以互换。