本申請(qǐng)涉及光電子器件，特別是涉及一種光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)及光學(xué)器件。
背景技術(shù)：
1、目前，光學(xué)相控陣(optical?phased?arrays,opa)是通過(guò)控制各通道光信號(hào)的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出光束傳播方向的調(diào)控。相比于傳統(tǒng)的無(wú)線射頻相控陣，光學(xué)相控陣具有更高的精度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速和精準(zhǔn)的非機(jī)械式小型固態(tài)二維光束掃描?；诠獠▽?dǎo)陣列的光學(xué)器件在光學(xué)探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用，例如自動(dòng)駕駛汽車(chē)、全息、虛擬現(xiàn)實(shí)、生物成像和自由空間光通信等。
2、然而，光信號(hào)在光波導(dǎo)陣列中各通道內(nèi)傳輸時(shí)往往需要經(jīng)歷多次路徑選擇，而路徑選擇次數(shù)越多光損越嚴(yán)重，進(jìn)而影響光信號(hào)傳輸?shù)耐暾浴?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要提供一種能夠提高光信號(hào)傳輸完整性的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，同時(shí)還提供一種包含前述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)的光學(xué)器件。
2、一種光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，包括：
3、主波導(dǎo)，具有第一輸入端及遠(yuǎn)離所述第一輸入端的第一輸出端；及
4、多個(gè)副波導(dǎo)，任一所述副波導(dǎo)包括第二輸入部及遠(yuǎn)離所述第二輸入部的第二輸出部；所述第二輸入部臨近所述主波導(dǎo)設(shè)置，并具有第一狀態(tài)及第二狀態(tài)；在所述第一狀態(tài)，所述第二輸入部的有效折射率與所述主波導(dǎo)的有效折射率不同，光信號(hào)沿著所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向在所述主波導(dǎo)內(nèi)部傳輸；在所述第二狀態(tài)，所述第二輸入部的有效折射率與所述主波導(dǎo)的有效折射率相同，所述主波導(dǎo)內(nèi)的所述光信號(hào)耦合至所述第二輸入部，并自所述第二輸入部向所述第二輸出部傳輸。
5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)包括多個(gè)金屬膜，多個(gè)所述金屬膜與多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述金屬膜相對(duì)所對(duì)應(yīng)的所述第二輸入部能夠活動(dòng)，以在靠近并覆蓋所述第二輸入部時(shí)使所述第二輸入部處于所述第一狀態(tài)，而在遠(yuǎn)離所述第二輸入部時(shí)使所述第二輸入部處于所述第二狀態(tài)。
6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主波導(dǎo)為直線波導(dǎo)；所述第二輸入部與所述主波導(dǎo)平行設(shè)置，及/或，多個(gè)所述副波導(dǎo)的第二輸出部與所述主波導(dǎo)平行設(shè)置。
7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，在臨近所述主波導(dǎo)的一側(cè)或兩側(cè)，沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向設(shè)置有多個(gè)所述第二輸入部。
8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述副波導(dǎo)包括連接于所述第二輸入部與所述第二輸出部之間的光傳輸部，所述光傳輸部包括直線傳輸部及兩個(gè)彎曲傳輸部，所述第二輸入部、一個(gè)所述彎曲傳輸部、所述直線傳輸部、另一個(gè)所述彎曲傳輸部、所述第二輸出部順次連接。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主波導(dǎo)的長(zhǎng)度大于任一所述副波導(dǎo)的長(zhǎng)度。
10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述副波導(dǎo)沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向依次設(shè)置、且長(zhǎng)度依次遞減。
11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部的長(zhǎng)度相等；及/或，多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向等間距設(shè)置。
12、一種光學(xué)器件，包括：
13、上述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)；
14、基板，所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)設(shè)于所述基板；及
15、光源，安裝于所述基板，且對(duì)應(yīng)于所述第一輸入端設(shè)置，所述光源用于向所述第一輸入端發(fā)送所述光信號(hào)。
16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述光學(xué)器件還包括控制電路，所述控制電路分別與所述光源、所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)連接，當(dāng)所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)包括金屬膜時(shí)，所述控制電路能夠控制多個(gè)所述金屬膜活動(dòng)，以使多個(gè)所述第二輸入部擇一的處于所述第二狀態(tài)。
17、上述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)中，第二輸入部的有效折射率可以改變，從而在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)下呈現(xiàn)不同的有效折射率。在第二輸入部的有效折射率與主波導(dǎo)的有效折射率相同時(shí)，第二輸入部可以與主波導(dǎo)發(fā)生相互耦合，從而沿主波導(dǎo)傳輸?shù)墓庑盘?hào)耦合進(jìn)入第二輸入部而改變傳輸路徑，而在第二輸入部的有效折射率與主波導(dǎo)的有效折射率不同時(shí)，第二輸入部無(wú)法與主波導(dǎo)相耦合，從而主波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘?hào)不會(huì)耦合進(jìn)入第二輸入部，而是沿著主波導(dǎo)繼續(xù)向第一輸出端傳輸，直至遇到能夠與主波導(dǎo)相耦合的另一第二輸入部。如此，只需要控制調(diào)整多個(gè)副波導(dǎo)中第二輸入部的狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸路徑的改變，且無(wú)論光信號(hào)從任何一個(gè)副波導(dǎo)的第二輸出部輸出，其都只經(jīng)過(guò)一次耦合路徑選擇，從而光損較小，有助于提升光信號(hào)傳輸?shù)耐暾浴⒈ＷC光信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，而且各個(gè)第二輸出部所輸出光信號(hào)的一致性較好。
18、上述的光學(xué)器件中，由于具有上述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其光損較小，光信號(hào)傳輸?shù)耐暾暂^好，光信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量較高，而且各個(gè)路徑所輸出的光信號(hào)的一致性較好。
1.一種光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)包括多個(gè)金屬膜，多個(gè)所述金屬膜與多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述金屬膜相對(duì)所對(duì)應(yīng)的所述第二輸入部能夠活動(dòng)，以在靠近并覆蓋所述第二輸入部時(shí)使所述第二輸入部處于所述第一狀態(tài)，而在遠(yuǎn)離所述第二輸入部時(shí)使所述第二輸入部處于所述第二狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主波導(dǎo)為直線波導(dǎo)；所述第二輸入部與所述主波導(dǎo)平行設(shè)置，及/或，多個(gè)所述副波導(dǎo)的第二輸出部與所述主波導(dǎo)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，在臨近所述主波導(dǎo)的一側(cè)或兩側(cè)，沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向設(shè)置有多個(gè)所述第二輸入部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述副波導(dǎo)包括連接于所述第二輸入部與所述第二輸出部之間的光傳輸部，所述光傳輸部包括直線傳輸部及兩個(gè)彎曲傳輸部，所述第二輸入部、一個(gè)所述彎曲傳輸部、所述直線傳輸部、另一個(gè)所述彎曲傳輸部、所述第二輸出部順次連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主波導(dǎo)的長(zhǎng)度大于任一所述副波導(dǎo)的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述副波導(dǎo)沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向依次設(shè)置、且長(zhǎng)度依次遞減。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部的長(zhǎng)度相等；及/或，多個(gè)所述副波導(dǎo)的所述第二輸入部沿從所述第一輸入端指向所述第一輸出端的方向等間距設(shè)置。
9.一種光學(xué)器件，其特征在于，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述光學(xué)器件還包括控制電路，所述控制電路分別與所述光源、所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)連接，當(dāng)所述光波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)包括金屬膜時(shí)，所述控制電路能夠控制多個(gè)所述金屬膜活動(dòng)，以使多個(gè)所述第二輸入部擇一的處于所述第二狀態(tài)。