硅光 OPA 热串扰与相位一致性调控
Veröffentlicht in 2026
硅光光学相控阵(OPA)依赖多通道热光移相器精确调控光学相位,而器件非均匀发热及通道间热串扰会改变局部折射率,使实际相位偏离目标相位分布,进而影响波束形成与扫描性能。为研究热流场对OPA相位一致性的影响,本研究基于COMSOL Multiphysics建立包含8通道热光移相器、硅基芯片及微流道冷却结构的三维流动–传热耦合模型,分析不同热负载、冷却流量及局部流道堵塞条件下的温度场与热串扰特性。在温度场基础上引入硅波导热光响应,将各通道温升映射为有效折射率变化和相位误差,并结合阵列因子评估相位均方根误差及远场波束变化。参数化研究表明,微流道流量分配能够显著改变移相器阵列的空间温度分布;仅降低最高温度并不能保证最优相位一致性,而针对高热负载及强热串扰区域进行非均匀冷却调控,可有效减小通道相位误差并改善波束稳定性。本研究为面向光学性能的硅光OPA热管理与相位调控提供了多物理场模拟参考。
