光相控阵关键技术与应用

相控阵技术是一种先进的雷达体制，相控阵技术有以下几个特点：全电控、全不固态、无机械运动部件，并且扫描速度快、扫描范围大，最后是结构紧凑、可靠性高，相控阵技术代表了微波雷达领域的最新成果和未来发展方向。
光相控阵技术则是通过调控光的相位的实现光束偏转方向的控制和扫描的相控阵技术，现在光相控阵技术的应用前景主要有四个方面：激光雷达、光电吊舱、新型显示技术以及空间光通信。例如美国NASALunarLaserCommunicationDemonstration(LLCD)项目就证明了以每秒的速率为622兆比特（Mbps）的激光通信和传送数据的基本概念，这是当前最先进状态的约为5倍。
相比较传统的相控阵技术，光相控阵有如下优点：采用全固态光束控制和扫描；扫描速度快、动态范围大；集成度高、体积小；并且与半导体工艺兼容，但同时也有巨大的挑战：它需要设计和实现稳定高效的相控阵单元。目前研究比较成熟的有：
1、硅基液晶（LCOS）相控阵。它由玻璃基板和硅基板组成，之间灌注液晶；硅上镀金属层以提高反射率，基于集成电路工艺技术和液晶工艺技术，与CMOS半导体工艺兼容；它的优势在于技术相对成熟，与半导体工艺兼容；同时液晶稳定性低、调制速度慢、尺寸大也是它的劣势所在。
2、耦合器阵列相控阵。它是以硅基波导光分配网络；光栅耦合器辐射光学天线；采用热控调相。优势在于它的集成度高，与半导体工艺兼容；劣势就是它所采用的热控调制方法速度较慢。
3、高对比光栅(HCG)相控阵。它采用高对比光栅（High-indexconstrastgrating，HCG）实现宽带反射镜；利用微机电MEMS技术的电控调相。有明显的优势与半导体工艺兼容、电控相位变化、调制速度快(近MHz)；但是单元数量有待增加、单元尺寸有待进一步缩小。
总的来说，光束扫描(Beamstearing)在激光雷达、光电探测、光电对抗等军事领域，及新型投影技术、空间光通信等民用领域具有广泛应用前景。光相控阵与微波相控阵原理类似，即在光频上实现相干调相以实现光束扫描；光相控阵的关键是设计高效率、高稳定性、高集成度的光相位控制单元；光相控阵有望实现全固态、电驱动的光束扫描，将极大提光束扫描的速度、集成度和可靠性；基于硅基光子学的光相控阵技术具有与CMOS工艺兼容、集成度高、调制速度快等优点，是目前研究的热点。