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3D-printed facet-attached optical elements for beam shaping in optical phased arrays

Singer, Stefan ORCID iD icon 1; Xu, Yilin ORCID iD icon 1,2; Skacel, Sebastian Tobias; Bao, Yiyang ORCID iD icon 1,2; Zwickel, Heiner 1; Maier, Pascal ORCID iD icon 1,2; Freter, Lukas 1; Dietrich, Philipp-Immanuel 1,2; Kaschel, Mathias; Menzel, Christoph; Randel, Sebastian 1; Freude, Wolfgang 1; Koos, Christian 1,2
1 Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

We demonstrate an optical phased-array equipped with a 3D-printed facet-attached element for shaping and deflection of the emitted beam. The beam shaper combines freeform refractive surfaces with total-internal-reflection mirrors and is in-situ printed to edge-emitting waveguide facets using high-resolution multi-photon lithography, thereby ensuring precise alignment with respect to on-chip waveguide structures. In a proof-of-concept experiment, we achieve a grating-lobe free steering range of $\pm$30$^{\circ}$ and a full-width-half-maximum beam divergence of approximately 2$^{\circ}$. The concept opens an attractive alternative to currently used grating structures and is applicable to a wide range of integration platforms.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000153695/pub
Veröffentlicht am 23.02.2023
Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000153695
Veröffentlicht am 03.01.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1364/OE.456952
Scopus
Zitationen: 6
Dimensions
Zitationen: 7
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT 3D Matter Made to Order (3DMM2O)
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Institut für Photonik und Quantenelektronik (IPQ)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 19.12.2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1094-4087
KITopen-ID: 1000153695
HGF-Programm 43.32.03 (POF IV, LK 01) Designed Optical Devices & Systems
Erschienen in Optics Express
Verlag Optica Publishing Group (OSA)
Band 30
Heft 26
Seiten 46564-46574
Vorab online veröffentlicht am 07.12.2022
Nachgewiesen in Web of Science
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