종방향 빔 조향을 위한 실리콘 기반 광학 위상배열 안테나의 열광학 기반 변조 가능한 방사기 설계

Abstract

본 연구에서는 1-D 광 위상 배열 안테나의 빔을 열 광학 효과를 이용하여 조향 하는 방법에 대하여 다룬다. 광 격자 안테나를 가열하여 광 격자 안테나의 종방향의 방사각을 바꾸어 주었다. 광 격자 안테나를 가열하는 방법으로는 도핑 된 실리콘을 활용한 Joule heating을 사용하였다. 본 연구에서는 광 격자 안테나에 적용 할 $nin, pin, pip$ 히터 구조를 제시하고 비교 분석했다. 열 특성과 광 손실, 인가 전압을 고려 했을 때 nin 히터 구조를 택하였다. 광 격자 안테나의 가열기가 방사에 어떤 영향이 있을지 분석하였다. $nin$ 가열기를 포함한 $1 \times 16$ 위상 광 배열 안테나를 제작하여 종방향의 방사각 변화를 측정 하였다. 556 mW의 전력을 사용하여$11.9^\circ$의 종방향 방사각 변화를 확인 하였다. $11.9^\circ$의 방사각변화는 92.3 nm의 입력 파장을 변화시켜 얻은 종 방사각 변화와 같다.