激光移相器陣列的研究與實現(xiàn).pdf

1、利用相控陣列技術的空間光液晶移相器是一種可編程光學器件。它對相控陣列液晶單元施加電壓,在液晶的電控雙折射特性作用下,對通過液晶移相器的光束波前經(jīng)行相位的調(diào)制,實現(xiàn)光束的掃描,聚焦,分束,波前校正等多種功能?？臻g光液晶移相器作為光學器件其光學特性具有電場可控性,其具有驅動電壓低,無機械轉動,功耗小,重量輕,衍射角度易改變等優(yōu)點,在諸多領域都有重要應用。例如采用電控液晶光柵對入射激光偏轉,可被用于分析入射激光的碼型等信息、調(diào)制頻率;液晶光柵

2、的光程分布可以被任意寫入,實現(xiàn)對入射光的相位調(diào)制,它在投影顯示、光開關、衍射光學、光學處理、大氣湍流的校正、激光方位的探測和跟蹤等方面具有潛在的應用性。
　　本文在傳統(tǒng)周期型液晶移相器的基礎上,針對其所能實現(xiàn)的衍射角度數(shù)量受限無法達到精確掃描的缺點,提出了新型的多光柵單片集成技術,可實現(xiàn)衍射角度的精確掃描。另外,還針對空間光液晶移相器的相控陣列結構,仿真其液晶指向矢二維分布,研究了其光電特性。具體工作如下:
　　首先,本文基

3、于周期光柵原理,以二元光學為基礎結合波動光學,推導了施加階梯電壓下的液晶相控陣的衍射效率和衍射角度的理論公式,并運用Matlab對衍射效率、衍射角度、相位延遲等性能進行了仿真計算。在周期光柵的基礎上推導了多光柵單片合成技術的理論原理。仿真驗證了利用多光柵單片合成技術的液晶移相器可以實現(xiàn)精確掃描,且不以衍射效率降低為代價。
　　其次,針對液晶移相器相控陣列結構中電場邊緣效應等實際影響指向矢分布的因素,研究了液晶移相器中的指向矢二維分