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摘要
相比传统机械扫描，光学相控阵技术在扫描精度、扫描速度、转动惯量等方面具有优势，是实现大视场范围内多目标定位和三维成像的重要技术途径。随着微纳光子集成的发展，硅基光波导光学相控阵器件得到了广泛研究，并被视为全景光电成像和激光成像雷达的核心器件。介绍了硅基光波导光学相控阵的基本原理和数学模型，并设计了一个16元相控阵器件，对其温度场分布和热特性进行了分析。在此基础上，对光栅耦合器、MMI分束器、波导光栅天线等关键元件进了有限元分析和仿真，完成优化设计。基于该设计完成了器件的流片制备，并搭建了性能测试验证平台。利用该平台对器件的扫描精度（1.2°）、扫描范围（大于±30°）和扫描速度（20 kHz）分别进行了测试，验证了设计方法的可行性。
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单位华中光电技术研究所
