硅基光学相控阵扇形天线优化设计

作者：张耀元; 王锐; 姜瑞韬; 杜坤阳; 李远洋

来源：红外与激光工程, 2021, 50(07): 257-264.

• 硅基光学相控阵
• 扇形天线
• 结构设计
• 衍射效率

在光学相控阵芯片中,天线单元的性能直接决定了波导中光波能量向外辐射的效率。在此基础上,主要针对扇形结构天线进行优化设计,通过对扇形天线增加浅刻蚀区域和硅薄带的设计,对天线向下衍射损失以及背反射损失进行了抑制,大幅提高了天线向上衍射效率。此外,分别对提高向上衍射效率和减小设计尺寸的设计要求制定了设计方案,对于高衍射效率方案,天线向上衍射效率达到81.6%,向下衍射减少到4%,背反射减少到1.4%;对于小型化方案,天线向上衍射效率达到67.2%,向下衍射减少到5.6%,背反射减少到1.2%,大幅提高了光学相控阵芯片集成度及发射效率。

• 单位
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 中国科学院大学