Hispanopedia WikiLa óptica de matriz de fase es la tecnología que controla la fase y la amplitud de las ondas de luz que se transmiten, reflejan o capturan (reciben) mediante una superficie bidimensional utilizando elementos de superficie ajustables. Una matriz de fase óptica ( OPA ) es el análogo óptico de una matriz de fase de ondas de radio . [ 1 ] Al controlar dinámicamente las propiedades ópticas de una superficie a escala microscópica, es posible dirigir la dirección de los haces 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 mediante matriz de fase se utiliza para la conmutación y multiplexación óptica en dispositivos optoelectrónicos y para apuntar haces láser a escala macroscópica.
Los patrones complejos de variación de fase pueden utilizarse para producir elementos ópticos difractivos , como lentes virtuales dinámicas, para enfocar o dividir haces, además de para dirigirlos. La variación de fase dinámica también puede generar hologramas en tiempo real . Los dispositivos que permiten un control de fase direccionable y detallado en dos dimensiones son un tipo de modulador espacial de luz (SLM).
Transmisor
Un transmisor de matriz de fase óptica 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 mediante un divisor de potencia. Cada rama se alimenta a un desfasador sintonizable. La luz desfasada se introduce en un elemento radiante (una antena nanofotónica) que la acopla al espacio libre. La luz radiada por los elementos se combina en el campo lejano y forma el patrón de campo lejano de la matriz. Ajustando el desfase relativo entre los elementos, se puede formar y dirigir un haz.
Receptor
En un receptor de matriz de fase óptica, [ 3 ] la luz incidente (generalmente luz coherente) sobre una superficie es capturada por un conjunto de nanoantenas fotónicas dispuestas en una matriz unidimensional [ 7 ] o bidimensional [ 3 ] . La luz recibida por cada elemento se desfasa y se pondera en amplitud en un chip. Estas señales se suman posteriormente en el dominio óptico o electrónico para formar un haz de recepción. Ajustando los desfases, el haz de recepción puede orientarse en diferentes direcciones, y la luz incidente desde cada dirección se recoge selectivamente.
Aplicaciones
En nanotecnología , la óptica de matriz de fase se refiere a matrices de láseres o SLM con elementos de fase y amplitud direccionables más pequeños que la longitud de onda de la luz. [ 8 ] Si bien aún es teórica, estas matrices de alta resolución permitirían la visualización de imágenes tridimensionales extremadamente realistas mediante holografía dinámica sin órdenes de difracción no deseados. También se han sugerido aplicaciones para armamento, comunicaciones espaciales e invisibilidad mediante 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 ]
La organización Breakthrough Starshot ha propuesto utilizar conjuntos de antenas en fase para apuntar y dirigir con precisión los láseres de propulsión de una hipotética nave o flota de naves basadas en velas solares a escala de gramos.
Véase también
Referencias
- ↑ McManamon PF; et al. (15 de mayo de 1996). "Tecnología de matriz de fase óptica" . Actas del IEEE, Aplicaciones de radar láser . 84 (2). IEEE: 99–320 . Recuperado el 18 de febrero de 2007 .
- ↑ Sun J.; et al. (1 de enero de 2013). "Arreglo de fase nanofotónica a gran escala". Nature . 493 (195). Nature Publishing Group, una división de Macmillan Publishers Limited : 195–199 . Bibcode : 2013Natur.493..195S . doi : 10.1038 /nature11727 . PMID 23302859. S2CID 205231845 .
- 1 2 3 Fatemi R.; et al. (12 de noviembre de 2018). "Receptor de matriz de fase óptica de óptica plana activa de alta sensibilidad con apertura bidimensional" (PDF) . Opt. Express . 26 ( 23 ). Optical Society of America: 29983–29999 . Bibcode : 2018OExpr..2629983F . doi : 10.1364/OE.26.029983 . PMID 30469879 .
- ↑ Poulton C.; et al. (2017). "Matrices de fase nanofotónicas de nitruro de silicio a gran escala en longitudes de onda infrarrojas y visibles" . Opt. Lett . 42 (1). Optical Society of America: 21– 24. Bibcode : 2017OptL...42...21P . doi : 10.1364/OL.42.000021 . PMID 28059212 .
- ↑ Chung S.; et al. (enero de 2018). "Una matriz óptica de fase a gran escala integrada monolíticamente en CMOS de silicio sobre aislante". IEEE Journal of Solid-State Circuits . 53 (1). IEEE: 275–296 . Bibcode : 2018IJSSC..53..275C . doi : 10.1109/JSSC.2017.2757009 . S2CID 1279064 .
- ↑ Aflatouni F.; et al. (4 de agosto de 2015). "Sistema de proyección nanofotónica" . Opt. Express . 23 (16). Optical Society of America: 21012–21022 . Bibcode : 2015OExpr..2321012A . doi : 10.1364/OE.23.021012 . PMID 26367953. S2CID 15059522 .
- ↑ Fatemi R.; et al. (2016). Una cámara OPA heterodina unidimensional sin lentes . Conferencia sobre láseres y electroóptica, OSA Technical Digest (2016). Optical Society of America. págs. STu3G.3 . Recuperado el 13 de febrero de 2019 .
- 1 2 Wowk B. (1996). "Óptica de matriz en fase" . En BC Crandall (ed.). Especulaciones moleculares sobre la abundancia global . MIT Press . págs. 147–160 . ISBN 0-262-03237-6. Consultado el 18 de febrero de 2007 .
- ↑ Eshel, Tamir (7 de marzo de 2014). "La exitosa prueba de EXCALIBUR acerca a DARPA a los láseres compactos de alta energía" . defense-update.com . Defense Update . Consultado el 9 de marzo de 2014 .
Enlaces externos
- Óptica de matriz de fase
- Animación de direccionamiento de haces mediante arreglos de fase en YouTube
- Dispositivos ópticos
- Tecnología de visualización
- Tecnología hipotética
