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美国海军研究实验室的科学家最近展示了一种新的基于非机械芯片的光束控制技术,该技术可替代昂贵,笨重且通常不可靠且效率低下的机械万向节式激光扫描仪。

该芯片被称为可操纵的电子渐逝光学折射器或SEEOR,它将中波长红外(MWIR)的激光作为输入,并在输出端以二维方式控制光束而无需机械设备

  • 演示与传统方法相比,改进了转向能力和更高的扫描速度。

由于体积小,重量和功耗低以及连续转向能力,这项技术为MWIR光束转向技术提供了前景,NRL光学科学部研究物理学家Jesse
Frantz说。MWIR光谱范围内的测绘证明了在各种应用中的有用潜力,例如化学传感和监测废物场所,炼油厂和其他工业设施的排放。

SEEOR基于光波导 –
一种将光线限制在一组薄层中的结构,其总厚度小于人类头发的十分之一。激光通过一个小平面进入并进入波导的核心。一旦进入波导管,一部分光位于芯顶部的液晶(LC)层中。通过一系列图案化电极施加到LC的电压在波导的部分中改变折射率(实际上,材料内的光速),使得波导充当可变棱镜。波导和电极的精心设计允许这种折射率变化在两个维度上转换为高速和连续转向。

SEEOR最初开发用于操纵短波红外(SWIR)光 – 与用于电信的光谱相同的部分 –
并且已经在自动驾驶汽车的引导系统中得到应用。

弗兰兹说:制作适用于MWIR的SEEOR是一项重大挑战。最常见的光学材料不会传输MWIR光或与波导结构不兼容,因此开发这些设备需要材料工程。

为了实现这一目标,NRL研究人员设计了新的波导结构和在MWIR中透明的LC,这些材料的新方法,以及在不吸收太多光线的情况下在LC中诱导对准的新方法。这一发展结合了多个NRL部门的工作,包括MWIR材料的光学科学部门,波导设计和制造,以及合成化学和液晶技术的生物/分子科学和工程中心。

由此产生的SEEOR能够使MWIR光在140.6的角度范围内转向。研究人员正在研究增加这个角度范围的方法,并扩展SEEORs进一步工作的光谱部分。

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