Công nghệ mảng pha quang học là gì?

Bằng cách điều khiển pha của từng chùm tia trong mảng chùm tia, công nghệ mảng pha quang học có thể thực hiện việc tái tạo hoặc điều chỉnh chính xác mặt phẳng đẳng hướng của mảng chùm tia. Nó có những ưu điểm như kích thước và khối lượng hệ thống nhỏ, tốc độ phản hồi nhanh và chất lượng chùm tia tốt.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ mảng pha quang học là dịch chuyển (hoặc làm chậm) tín hiệu của phần tử cơ sở được sắp xếp theo một quy luật nhất định để thu được độ lệch của chùm tia mảng. Theo định nghĩa trên, công nghệ mảng pha quang học bao gồm công nghệ làm lệch chùm tia góc lớn cho mảng phát xạ chùm tia và công nghệ tạo ảnh giao thoa kính viễn vọng mảng để tạo ảnh độ phân giải cao của các mục tiêu ở xa.

Từ quan điểm phát xạ, mảng pha quang học được thiết kế để điều khiển pha của chùm tia truyền qua mảng, nhằm thực hiện việc làm lệch tổng thể chùm tia của mảng hoặc bù sai số pha. Nguyên lý cơ bản của mảng pha quang học được thể hiện trong Hình 1. Hình 1 (a) là một mảng tổng hợp không kết hợp, tức là chỉ có "mảng" mà không có "mảng pha". Hình 1 (b) ~ (d) thể hiện ba trạng thái hoạt động khác nhau của mảng pha quang học (tức là mảng tổng hợp kết hợp).

Hệ thống tổng hợp không đồng bộ chỉ thực hiện việc chồng chất công suất đơn giản của các chùm tia mảng mà không điều khiển pha của các chùm tia mảng. Nguồn sáng của nó có thể là nhiều laser có bước sóng khác nhau, và kích thước điểm trường xa được xác định bởi kích thước của đơn vị mảng phát, độc lập với số lượng phần tử mảng, khẩu độ tương đương của mảng và tỷ lệ chu kỳ của mảng chùm tia, do đó nó không thể được coi là một mảng pha theo đúng nghĩa. Tuy nhiên, hệ thống tổng hợp không đồng bộ đã được sử dụng rộng rãi vì cấu trúc đơn giản, yêu cầu thấp về hiệu suất nguồn sáng và công suất đầu ra cao.

Từ góc độ thu nhận, mảng pha quang học được ứng dụng trong việc tạo ảnh độ phân giải cao của các mục tiêu ở xa (Hình 2). Nó bao gồm mảng kính viễn vọng, mảng bộ làm chậm pha, bộ kết hợp chùm tia và thiết bị tạo ảnh. Độ kết hợp phức tạp của nguồn mục tiêu được thu nhận. Ảnh mục tiêu được tính toán theo định lý Fanssert-Zernick. Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật tạo ảnh giao thoa, một trong những kỹ thuật tạo ảnh khẩu độ tổng hợp. Từ góc độ cấu trúc hệ thống, cấu trúc của hệ thống tạo ảnh giao thoa và hệ thống phát xạ mảng pha về cơ bản là giống nhau, nhưng hướng truyền đường quang học trong hai ứng dụng này ngược nhau.