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微波相控阵天线自诞生起，由于其优异的性能受到了人们密切的关注，得到了迅速的发展。激光出现后不久，人们就试图将微波相控阵的概念延伸到光学频段，使光束扫描同样具有灵活机动，多目标，多功能，高可靠性等优异的性能。然而由于激光波长较之微波波长短太多，以致相应器件的制造工艺难度非常大。目前光学相控阵面临的困难主要在两个方面。一是相邻阵列单元的间距很难做得足够小。相控阵理论表明，只有相邻阵列单元间距d满足d ≤λ/2时，才不会出现不希望的栅瓣，其中入为光波长。这一点在光学领域是很难做到的，一旦d>λ/2，随着d的增加，栅瓣迅速变得越来越密，大大地限制了主瓣的扫描范围。另一方面，一个实用的相控阵往往需要大数目的阵列单元，对大量的小尺寸调制单元进行制作、连线和控制也是目前面临的一个难题。
针对以上这些问题，我们提出了波长控制非规则排列相控阵的概念。采用波长控制是为了避免上述的第二个困难，而采用非规则阵列则是力图解决第一个困难。我们结合了这两种手段，试图得到一种实际可行的新型光学相控阵。为此我们主要做了如下几方面的工作。
1．首先提出了一个波长控制非规则排列相控阵的理论模型，在理论上证实了这种方案的可行性。数值计算表明，这种方案可以实现大角度的扫描，具有极低的旁瓣，不存在栅瓣对主瓣扫描角度的限制，而且在制作上跟以往的光学相控阵相比要相对简易。
2．应用平面光波导工艺，在SOI晶片上制作了一批具有16和32个单元的波长控制非规则相控阵器件，在实验上做了原理性的验证。
3．为了能够用波导相控阵实现大功率扫描，我们提出了波长控制非规则相控阵的级连结构，并对其进行了理论研究，导出了其位相匹配条件。
4．提出了这个理论的一些应用，尤其是用于设计制作大通道数阵列波导光栅，我们称之为非规则阵列波导光栅，它可以看成是传统阵列波导光栅的拓展。我们在理论上导出了这种新型阵列波导光栅的傅立叶光学模型，这个模型也可以用于计算传统的阵列波导光栅，具有更大的普遍性。