美國海軍研究實驗室的科學家最近展示了一種新的基于非機械芯片的光束控制技術(shù)，該技術(shù)可替代昂貴，笨重且通常不可靠且效率低下的機械萬向節(jié)式激光掃描儀。

該芯片被稱為可操縱的電子漸逝光學折射器或SEEOR，它將中波長紅外(MWIR)的激光作為輸入，并在輸出端以二維方式控制光束而無需機械設(shè)備 - 演示與傳統(tǒng)方法相比，改進了轉(zhuǎn)向能力和更高的掃描速度。

“由于體積小，重量和功耗低以及連續(xù)轉(zhuǎn)向能力，這項技術(shù)為MWIR光束轉(zhuǎn)向技術(shù)提供了前景，”NRL光學科學部研究物理學家Jesse Frantz說?！癕WIR光譜范圍內(nèi)的測繪證明了在各種應用中的有用潛力，例如化學傳感和監(jiān)測廢物場所，煉油廠和其他工業(yè)設(shè)施的排放?！?br />


SEEOR基于光波導 - 一種將光線限制在一組薄層中的結(jié)構(gòu)，其總厚度小于人類頭發(fā)的十分之一。激光通過一個小平面進入并進入波導的核心。一旦進入波導管，一部分光位于芯頂部的液晶(LC)層中。通過一系列圖案化電極施加到LC的電壓在波導的部分中改變折射率(實際上，材料內(nèi)的光速)，使得波導充當可變棱鏡。波導和電極的精心設(shè)計允許這種折射率變化在兩個維度上轉(zhuǎn)換為高速和連續(xù)轉(zhuǎn)向。

SEEOR最初開發(fā)用于操縱短波紅外(SWIR)光 - 與用于電信的光譜相同的部分 - 并且已經(jīng)在自動駕駛汽車的引導系統(tǒng)中得到應用。

弗蘭茲說：“制作適用于MWIR的SEEOR是一項重大挑戰(zhàn)?！薄白畛Ｒ姷墓鈱W材料不會傳輸MWIR光或與波導結(jié)構(gòu)不兼容，因此開發(fā)這些設(shè)備需要材料工程?！?br />
為了實現(xiàn)這一目標，NRL研究人員設(shè)計了新的波導結(jié)構(gòu)和在MWIR中透明的LC，這些材料的新方法，以及在不吸收太多光線的情況下在LC中誘導對準的新方法。這一發(fā)展結(jié)合了多個NRL部門的工作，包括MWIR材料的光學科學部門，波導設(shè)計和制造，以及合成化學和液晶技術(shù)的生物/分子科學和工程中心。

由此產(chǎn)生的SEEOR能夠使MWIR光在14°×0.6°的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向。研究人員正在研究增加這個角度范圍的方法，并擴展SEEORs進一步工作的光譜部分。