بصريات المصفوفة الطورية

تُعدّ بصريات المصفوفة الطورية تقنيةً للتحكم في طور وسعة الموجات الضوئية التي تنتقل أو تنعكس أو تُستقبل بواسطة سطح ثنائي الأبعاد، وذلك باستخدام عناصر سطحية قابلة للتعديل. وتُعتبر المصفوفة الطورية البصرية ( OPA ) النظير البصري للمصفوفة الطورية للموجات الراديوية . ^{[ 1 ]} ومن خلال التحكم الديناميكي في الخصائص البصرية للسطح على مستوى مجهري، يُمكن توجيه حزم الضوء (في مُرسِل OPA ^{[ 2 ]} )، أو اتجاه رؤية أجهزة الاستشعار (في مُستقبِل OPA ^{[ 3 ]} )، دون الحاجة إلى أي أجزاء متحركة. ويُستخدم توجيه حزمة المصفوفة الطورية في التبديل البصري وتعدد الإرسال في الأجهزة الإلكترونية الضوئية ، وفي توجيه أشعة الليزر على مستوى عياني.

يمكن استخدام أنماط معقدة من تغير الطور لإنتاج عناصر بصرية حيودية ، مثل العدسات الافتراضية الديناميكية، لتركيز الشعاع أو تقسيمه بالإضافة إلى توجيهه. كما يمكن لتغير الطور الديناميكي إنتاج صور ثلاثية الأبعاد في الوقت الحقيقي . وتُعد الأجهزة التي تسمح بالتحكم الدقيق في الطور على بُعدين نوعًا من مُعدِّلات الضوء المكانية (SLM).

يتضمن جهاز إرسال المصفوفة الطورية الضوئية مصدر ضوء (ليزر)، ومقسمات طاقة، ومغيرات طور، ومصفوفة من العناصر المشعة. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} يُقسّم ضوء الليزر الخارج إلى عدة فروع باستخدام مقسم طاقة شجري. ثم يُغذّى كل فرع إلى مغير طور قابل للضبط. يُدخل الضوء المغير طوريًا إلى عنصر مشع (هوائي نانوفوتوني) يقوم بتوجيه الضوء إلى الفضاء الحر. يتجمع الضوء المشع من العناصر في المجال البعيد، مُشكّلًا نمط المجال البعيد للمصفوفة. ومن خلال ضبط فرق الطور النسبي بين العناصر، يُمكن تشكيل شعاع ضوئي وتوجيهه.

في مستقبل المصفوفة الطورية البصرية، ^{[ 3 ]} يتم التقاط الضوء الساقط (عادةً ضوء متماسك) على سطح ما بواسطة مجموعة من هوائيات النانو الضوئية الموضوعة على مصفوفة أحادية البعد ^{[ 7 ]} أو ثنائية البعد ^{[ 3 ]} . يُجرى تعديل طور الضوء المُستقبل بواسطة كل عنصر وترجيح سعته على شريحة. ثم تُجمع هذه الإشارات معًا في المجال البصري أو الإلكتروني لتشكيل حزمة استقبال. ومن خلال ضبط إزاحات الطور، يمكن توجيه حزمة الاستقبال إلى اتجاهات مختلفة، ويتم جمع الضوء الساقط من كل اتجاه بشكل انتقائي.

في مجال تقنية النانو ، تشير بصريات المصفوفات الطورية إلى مصفوفات من الليزر أو مُعدِّلات الضوء المكانية (SLMs) ذات عناصر طور وسعة قابلة للعنونة أصغر من طول موجة الضوء. ^{[ 8 ]} ورغم أنها لا تزال نظرية، فإن هذه المصفوفات عالية الدقة ستتيح عرض صور ثلاثية الأبعاد واقعية للغاية باستخدام التصوير المجسم الديناميكي دون أي رتب حيود غير مرغوب فيها. كما تم اقتراح تطبيقات لها في الأسلحة، والاتصالات الفضائية، والتخفي عن طريق التمويه البصري . ^{[ 8 ]}

يهدف برنامج إكسكاليبور التابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) إلى توفير تصحيح فوري للاضطرابات الجوية لسلاح الليزر. ^{[ 9 ]}

اقترحت منظمة " بريكثرو ستار شوت" ​​استخدام المصفوفات المرحلية لتوجيه أشعة الليزر الدافعة بدقة لمركبة أو أسطول من المركبات الافتراضية التي تعمل بالطاقة الشمسية على نطاق الغرام.

• التصوير المجسم
• مصفوفة طورية
• مُعدِّل الضوء المكاني

• بصريات المصفوفة الطورية
• عرض توضيحي لتوجيه الحزمة باستخدام المصفوفات الطورية على يوتيوب