Experimental demonstration of a silicon nanophotonic antenna for far-field broadened optical phased arrays
Notice bibliographique
Résumé
Optical antennas play a pivotal role in interfacing integrated photonic circuits with free-space systems. Designing antennas for optical phased arrays ideally requires achieving compact antenna apertures, wide radiation angles, and high radiation efficiency all at once, which presents a significant challenge. Here, we experimentally demonstrate a novel ultra-compact silicon grating antenna, utilizing subwavelength grating nanostructures arranged in a transversally interleaved topology to control the antenna radiation pattern. Through near-field phase engineering, we increase the antenna’s far-field beam width beyond the Fraunhofer limit for a given aperture size. The antenna incorporates a single-etch grating and a Bragg reflector implemented on a 300-nm-thick silicon-on-insulator (SOI) platform. Experimental characterizations demonstrate a beam width of 44°×52° with −3.22 dB diffraction efficiency, for an aperture size of 3.4 μm ×1.78 μm . Furthermore, to the best of our knowledge, a novel topology of a 2D antenna array is demonstrated for the first time, leveraging evanescently coupled architecture to yield a very compact antenna array. We validated the functionality of our antenna design through its integration into this new 2D array topology. Specifically, we demonstrate a small proof-of-concept two-dimensional optical phased array with 2×4 elements and a wide beam steering range of 19.3º × 39.7º. A path towards scalability and larger-scale integration is also demonstrated on the antenna array of 8×20 elements with a transverse beam steering of 31.4º.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».