光延遲系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)由于存在波束偏斜現(xiàn)象而導(dǎo)致不能滿足寬帶工作要求，并且還具有體積龐大、導(dǎo)電電纜的串繞影響發(fā)射等問題。因此，光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)憑借其大瞬時(shí)帶寬、體積小、重量輕、低損耗、抗電磁干擾能力強(qiáng)、不存在傳統(tǒng)延時(shí)裝置的波束偏斜現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)而得到了高度的關(guān)注。并且隨著光電技術(shù)的日益成熟，光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，目前已經(jīng)提出并實(shí)施了多種應(yīng)用于光控相控陣?yán)走_(dá)的光學(xué)真延時(shí)方案。在晶體中實(shí)現(xiàn)光延遲作為一種全新光延遲技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如延

2、遲時(shí)間控制精確，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電磁兼容性好等。 論文首先介紹了晶體中光延遲現(xiàn)象的原理和紅寶石晶體與摻鉺晶體實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)所分別對(duì)應(yīng)的光延遲理論公式。并將實(shí)驗(yàn)值與理論值進(jìn)行比較，指出了在均勻加寬條件下當(dāng)輸入光功率比較大時(shí)實(shí)驗(yàn)值普遍高于理論值，而在非均勻加寬條件下當(dāng)輸入光功率比較小時(shí)理論值與實(shí)驗(yàn)值卻符合的并不好。 論文在分析了兩種光延遲理論公式的基礎(chǔ)之上，通過分析晶體延遲機(jī)理，利用激光原理提出在小功率條件下由于

3、粒子自發(fā)輻射屬于均勻加寬范圍內(nèi)的自然加寬，因此此時(shí)以均勻加寬為主，而當(dāng)功率增加時(shí)由于受激輻射幾率與入射光強(qiáng)成正比，增強(qiáng)的受激輻射將使反轉(zhuǎn)集居數(shù)減少，因而使均勻加寬作用下降，非均勻加寬作用開始增強(qiáng)。通過構(gòu)造新函數(shù)搭建立起均勻與非均勻加寬的統(tǒng)一模型，得到的理論值在全功率范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)值與理論值符合較好，并對(duì)晶體延遲機(jī)理進(jìn)行了解釋。 在新的延遲時(shí)間計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)了利用晶體來實(shí)現(xiàn)光延遲的方案。將514．5納米氬離子激光器作為延遲

4、光源，從激光器輸出的激光首先經(jīng)過鈮酸鋰晶體制成的電光調(diào)制器進(jìn)行幅度調(diào)制。電光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)電壓由信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)放大后提供。從電光調(diào)制器輸出后的激光由分束鏡片分成兩部分，一部分光經(jīng)焦距為40厘米的透鏡聚焦后沿?fù)姐s晶體的主軸方向通過長為10厘米的晶體。從摻鉺晶體中射出的激光信號(hào)由同一型號(hào)的探測(cè)器進(jìn)行接收，此探測(cè)器的信號(hào)也輸入示波器。另一部分激光經(jīng)鏡面反射后再由一半反半透鏡片分成兩束光，如此反復(fù)，形成延遲光陣列。通過比較示波器上各光路的信