美国研发首款全固态中红外激光束转向控制器件

毫无疑问，随着时间的推移机械设备总是更容易损坏，机械激光束转向系统以及家用汽车均是如此。特别是对于化学传感和激光雷达（LiDAR）应用，中红外光束扫描需要速度和可靠性，而机械运动反射镜和旋转棱镜等光束控制机构往往速度较慢且能耗较大。据麦姆斯咨询报道，美国科学家设计开发了一种用于中红外激光束的非机械芯片转向器件。与万向驱动反射镜等类似技术相比，该芯片可以实现3 ~ 5um波长光束的二维连续扫描，且扫描速度更快。该芯片由美国海军研究实验室（U.S. Naval Research Laboratory, NRL）开发制造，是一种固态器件，被称为“可控电瞬变光学折射镜”（Steerable electro-evanescent optical refractor, SEEOR）。这些芯片已经在电信波长下的光束转向中展示了应用前景，未来有可能进入自动驾驶汽车领域。NRL科学家认为他们的SEEOR是第一款可以在中红外波段运行的器件。

SEEOR芯片可将中波红外激光输入光，在无需机械装置的情况下，在输出端以二维方式控制光束转向SEEOR看起来像一个衬底上有多层薄膜的小三明治，侧面看起来像一个梯形的硅片。该三明治结构包含厚度约为1.2um硫系玻璃无源波导芯、液晶层和带有图案电极的盖玻片。整个芯片长48.5mm，宽14.5mm，深2.75mm。源自4.6um波长量子级联激光器的准直光在一端进入SEEOR，施加到电极的电压重新定向液晶分子，从而以受控模式改变其折射率。这款概念验证器件可以在14°x 0.6°的二维范围内转向操纵中红外光束。不过，只有约3％的入射光能够从SEEOR的另一端射出，但NRL科学家表示，通过添加抗反射涂层和其他优化来减少内部散射，可以大大提高光通过量。