La óptica de matriz en fase es la tecnología que controla la fase y la amplitud de las ondas de luz que se transmiten, reflejan o capturan (reciben) por una superficie bidimensional utilizando elementos de superficie ajustables. Una matriz en fase óptica ( OPA ) es el análogo óptico de una matriz en fase de ondas de radio . [1] Al controlar dinámicamente las propiedades ópticas de una superficie en una escala microscópica, es posible dirigir la dirección de los rayos de luz (en un transmisor OPA [2] ), o la dirección de visión de los sensores (en un receptor OPA [3] ] ), sin partes móviles. La dirección de haz de matriz en fase se utiliza para conmutación óptica y multiplexación en optoelectrónicadispositivos y para apuntar rayos láser a escala macroscópica.
Se pueden usar patrones complicados de variación de fase para producir elementos ópticos difractivos , como lentes virtuales dinámicos, para enfocar o dividir el haz además de apuntar. La variación de fase dinámica también puede producir hologramas en tiempo real . Los dispositivos que permiten un control de fase direccionable detallado en dos dimensiones son un tipo de modulador espacial de luz (SLM).
Transmisor
Un transmisor óptico de matriz en fase incluye una fuente de luz (láser), divisores de potencia, desfasadores y una matriz de elementos radiantes. [4] [5] [6] La luz de salida de la fuente láser se divide en varias ramas utilizando un árbol divisor de potencia. Luego, cada rama se alimenta a un cambiador de fase sintonizable. La luz con cambio de fase se introduce en un elemento radiante (una antena nanofotónica) que acopla la luz al espacio libre. La luz irradiada por los elementos se combina en el campo lejano y forma el patrón de campo lejano de la matriz. Al ajustar el desplazamiento de fase relativo entre los elementos, se puede formar y dirigir un haz.
Receptor
En un receptor óptico de matriz en fase, [3] la luz incidente (generalmente luz coherente) en una superficie es capturada por una colección de antenas nanofotónicas que se colocan en una matriz 1D [7] o 2D [3] . La luz recibida por cada elemento se desplaza en fase y se pondera en amplitud en un chip. Estas señales luego se suman en el dominio óptico o electrónico para formar un haz de recepción. Al ajustar los cambios de fase, el haz de recepción se puede dirigir en diferentes direcciones y la luz incidente en cada dirección se recopila de forma selectiva.
Aplicaciones
En nanotecnología , la óptica de matriz en fase se refiere a matrices de láseres o SLM con elementos direccionables de fase y amplitud más pequeños que una longitud de onda de luz. [8] Aunque todavía es teórico, estos arreglos de alta resolución permitirían la visualización de imágenes tridimensionales extremadamente realistas mediante holografía dinámica sin órdenes de difracción no deseadas. También se han sugerido aplicaciones para armas, comunicaciones espaciales e invisibilidad por camuflaje óptico . [8]
El programa Excalibur de DARPA tiene como objetivo proporcionar corrección en tiempo real de la turbulencia atmosférica para un arma láser. [9]
Ver también
Referencias
- ^ McManamon PF; et al. (15 de mayo de 1996). "Tecnología óptica de matriz en fase" . Actas de IEEE, Aplicaciones de radar láser . IEEE. 84 (2): 99–320 . Consultado el 18 de febrero de 2007 .
- ^ Sun J .; et al. (1 de enero de 2013). "Matriz en fase nanofotónica a gran escala". Naturaleza . Nature Publishing Group, una división de Macmillan Publishers Limited . 493 (195): 195-199. Código bibliográfico : 2013Natur.493..195S . doi : 10.1038 / nature11727 . PMID 23302859 .
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- ^ Aflatouni F .; et al. (4 de agosto de 2015). "Sistema de proyección nanofotónica" . Optar. Expreso . Sociedad Óptica de América. 23 (16): 21012–21022. Código Bib : 2015OExpr..2321012A . doi : 10.1364 / OE.23.021012 . PMID 26367953 .
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- ^ Eshel, Tamir (7 de marzo de 2014). "La exitosa prueba EXCALIBUR acerca a DARPA a los láseres compactos de alta energía" . defence-update.com . Actualización de defensa . Consultado el 9 de marzo de 2014 .
enlaces externos
- Óptica de matriz en fase
- Animación de la dirección del haz usando arreglos en fase en YouTube