新型非機械激光轉向技術

美國海軍研究實驗室的科學家最近展示了一種新的基於非機械晶元的光束控制技術，該技術可替代昂貴，笨重且通常不可靠且效率低下的機械萬向節式激光掃描儀。

該晶元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，並在輸出端以二維方式控制光束而無需機械設備 - 演示與傳統方法相比，改進了轉向能力和更高的掃描速度。

「由於體積小，重量和功耗低以及連續轉向能力，這項技術為MWIR光束轉向技術提供了前景，」NRL光學科學部研究物理學家Jesse Frantz說。「MWIR光譜範圍內的測繪證明了在各種應用中的有用潛力，例如化學感測和監測廢物場所，煉油廠和其他工業設施的排放。」

SEEOR基於光波導 - 一種將光線限制在一組薄層中的結構，其總厚度小於人類頭髮的十分之一。激光通過一個小平面進入並進入波導的核心。一旦進入波導管，一部分光位於芯頂部的液晶(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，材料內的光速)，使得波導充當可變稜鏡。波導和電極的精心設計允許這種折射率變化在兩個維度上轉換為高速和連續轉向。

SEEOR最初開發用於操縱短波紅外(SWIR)光 - 與用於電信的光譜相同的部分 - 並且已經在自動駕駛汽車的引導系統中得到應用。

弗蘭茲說：「製作適用於MWIR的SEEOR是一項重大挑戰。」「最常見的光學材料不會傳輸MWIR光或與波導結構不兼容，因此開發這些設備需要材料工程。」

為了實現這一目標，NRL研究人員設計了新的波導結構和在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。這一發展結合了多個NRL部門的工作，包括MWIR材料的光學科學部門，波導設計和製造，以及合成化學和液晶技術的生物/分子科學和工程中心。

由此產生的SEEOR能夠使MWIR光在14°×0.6°的角度範圍內轉向。研究人員正在研究增加這個角度範圍的方法，並擴展SEEORs進一步工作的光譜部分。

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