美國海軍實驗室展示新型“非機械激光轉向”技術

美国海军实验室展示新型“非机械激光转向”技术

SEEOR

美國海軍研究實驗室的科學家最近展示了一種新的非機械芯片波束轉向技術,它可以替代昂貴、笨重、常常不可靠、效率低下的機械萬兆式激光掃描儀。

該芯片稱為可操縱的electro-evanescent光學折射或SEEOR,在中紅外激光(MWIR)作為輸入並引導光束在二維輸出不需要機械設備——證明改進的指導能力和更高的掃描速度率比傳統的方法。

NRL光學科學部的研究物理學家Jesse Frantz說:“考慮到該技術體積小、重量輕、功耗低以及持續的轉向能力,該技術為MWIR波束轉向技術提供了一條很有前途的道路。”“在MWIR光譜範圍內的繪圖顯示了在各種應用領域的有用潛力,比如化學傳感和監測廢物場所、煉油廠和其他工業設施的排放。”

SEEOR基於一種光波導——這種結構將光限制在一組薄層中,總厚度不到人類頭髮的十分之一。激光通過一個面進入波導的核心。一旦進入波導,一部分光線位於核心頂部的液晶層中。通過一系列圖案電極施加在LC(液晶層)上的電壓改變了部分波導的折射率(實際上是材料中的光速),使波導充當可變稜鏡。經過仔細的波導和電極設計,這種折射率變化可以轉化為高速連續的二維轉向。

SEEOR最初是為了操控短波紅外(SWIR)光而研發的,而短波紅外(SWIR)光是用於電信的頻譜的同一部分。SEEOR已經在自動駕駛汽車的制導系統中應用。

Frantz說:“在MWIR中製造一種有效的SEEOR是一個很大的挑戰。”“大多數常見的光學材料不傳輸MWIR光,或與波導結構不兼容,因此開發這些設備需要材料工程的強大力量。”

為了做到這一點,NRL的研究人員設計了新的波導結構和在MWIR中透明的LC,這些材料的圖案的新方法,以及在不吸收太多光的情況下誘導LC對齊的新方法。這一發展結合了多個NRL部門的努力,包括MWIR材料光學科學部、波導設計和製造以及合成化學和液晶技術生物/分子科學和工程中心。


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