La óptica de matriz en fase es la tecnología que controla la fase y la amplitud de las ondas de luz que se transmiten, reflejan o capturan (reciben) por una superficie bidimensional mediante elementos de superficie ajustables. Una matriz óptica en fase ( OPA ) es el análogo óptico de una matriz en fase de ondas de radio . [1] Al controlar dinámicamente las propiedades ópticas de una superficie a escala microscópica, es posible dirigir la dirección de los haces de luz (en un transmisor OPA [2] ) o la dirección de visión de los sensores (en un receptor OPA [3] ] ), sin partes móviles. La dirección del haz en fase se utiliza para la conmutación y multiplexación óptica en dispositivos optoelectrónicos y para apuntar rayos láser a escala macroscópica.
Se pueden utilizar patrones complicados de variación de fase para producir elementos ópticos difractivos , como lentes virtuales dinámicas, para enfocar o dividir el haz además de apuntar. La variación de fase dinámica también puede producir hologramas en tiempo real . Los dispositivos que permiten un control de fase direccionable detallado en dos dimensiones son un tipo de modulador de luz espacial (SLM).
Un transmisor óptico de matriz en fase incluye una fuente de luz (láser), divisores de potencia, desfasadores y una serie de elementos radiantes. [4] [5] [6] La luz de salida de la fuente láser se divide en varias ramas mediante un árbol divisor de potencia. Luego, cada rama se alimenta a un desfasador sintonizable. La luz desfasada se introduce en un elemento radiante (una antena nanofotónica) que acopla la luz al espacio libre. La luz irradiada por los elementos se combina en el campo lejano y forma el patrón de campo lejano del conjunto. Al ajustar el cambio de fase relativo entre los elementos, se puede formar y dirigir un haz.
En un receptor óptico de matriz en fase, [3] la luz incidente (generalmente luz coherente) sobre una superficie es capturada por una colección de antenas nanofotónicas que se colocan en una matriz 1D [7] o 2D [3] . La luz recibida por cada elemento está desfasada y ponderada en amplitud en un chip. Luego, estas señales se suman en el dominio óptico o electrónico para formar un haz de recepción. Al ajustar los cambios de fase, el haz de recepción se puede dirigir en diferentes direcciones y la luz incidente en cada dirección se recoge selectivamente.
En nanotecnología , la óptica de matriz en fase se refiere a matrices de láseres o SLM con elementos de fase y amplitud direccionables más pequeños que una longitud de onda de luz. [8] Aunque todavía es teórico, estos conjuntos de alta resolución permitirían una visualización de imágenes tridimensionales extremadamente realistas mediante holografía dinámica sin órdenes de difracción no deseadas. También se han sugerido aplicaciones para armas, comunicaciones espaciales e invisibilidad mediante camuflaje óptico . [8]
El programa Excalibur de DARPA tiene como objetivo proporcionar corrección en tiempo real de la turbulencia atmosférica para un arma láser. [9]