Разработка интегрального акустооптического модулятора для LIDAR
Проект "Разработка интегрального акустооптического модулятора для LIDAR" направлен на создание высокоэффективного устройства для фазовой модуляции оптического излучения в системах LIDAR. Основным результатом работы станет интегральный акустооптический модулятор, выполненный в виде фотонной интегральной схемы с волноводной структурой и пьезоэлементом, генерирующим акустическую волну. Устройство будет обеспечивать фазовую модуляцию инфракрасного излучения с эффективностью более 80% и частотой модуляции свыше 100 МГц при энергопотреблении менее 40 мВт. Актуальность проекта обусловлена растущим спросом на высокоточные и энергоэффективные системы позиционирования и сканирования, особенно в таких областях, как космическая промышленность и миниатюрные спутниковые системы, такие как CubeSAT. Традиционные системы на основе RADAR и LIDAR с использованием термо и электрооптических модуляторов не могут в полной мере удовлетворить потребности в точности и быстродействии, что делает разработку интегральных акустооптических модуляторов особо важной задачей. Основная причина отсутствия на рынке интегральных акустооптических модуляторов - это малая длина взаимодействия акустических волн с оптическим излучением, которая будет решена в данном проекте при помощи использования особых конфигураций материалов на единой фотонной платформе и пространственно-геометрических решений, выявленных при помощи численного мультифизического моделирования. Кроме применения в космической отрасли, разработанный акустооптический модулятор может найти широкое применение в других высокотехнологичных сферах. В частности, он может использоваться в системах лазерной связи для обеспечения высокоскоростной передачи данных, в лазерной спектроскопии для анализа химического состава материалов, а также в квантовых вычислениях, где требуется манипуляция квантовыми состояниями света. Новизна предлагаемого решения заключается во внедрении акустооптической модуляции в интегральные оптические фазированные антенные решетки (ОФАР), что позволит значительно снизить энергопотребление и повысить скорость модуляции по сравнению с существующими термо- и электрооптическими методами. Прецизионный контроль амплитудно-фазовых характеристик излучения обеспечит высокую эффективность и скорость фазовой модуляции. Проект имеет высокий научный и практический потенциал, что подтверждается значительным опытом участников проектной группы в области интегральной фотоники и наличием публикаций в авторитетных научных журналах. В рамках проекта планируется публикация результатов исследований и оформление патента на полезную модель. Успешное завершение проекта откроет возможности для внедрения разработанного модулятора в системы LIDAR и потенциально в другие области, такие как биомедицина, телекоммуникации и сенсорика.