液晶移相器理論研究與應(yīng)用研究.pdf

1、液晶移相器是一種以液晶作為電光材料的可編程光學(xué)相控陣列。對(duì)液晶移相器的電極施加周期性電壓時(shí)，由于液晶的電光特性電極區(qū)域的液晶會(huì)形成周期性的相位分布，相位的周期性分布對(duì)陣列中傳輸?shù)墓獠ㄟM(jìn)行相位調(diào)制，實(shí)現(xiàn)掃描、聚焦、分束、或校正相位缺陷的功能。液晶相控陣?yán)秒妷嚎刂葡辔蛔兓瘜?shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)，無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分，體積小、功耗低，同時(shí)液晶相控陣列可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)角度的動(dòng)態(tài)掃描，這些優(yōu)點(diǎn)使其在空間光通信、激光雷達(dá)、導(dǎo)彈攔截、便攜式探測(cè)器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛

2、力和無法比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　本文基于液晶光柵原理設(shè)計(jì)了并制作了一種液晶移相器，可以通過計(jì)算機(jī)編程控制液晶的電光特性實(shí)現(xiàn)對(duì)入射激光波陣面的調(diào)制，最終完成入射激光的掃描任務(wù)。不同于以往的液晶光柵結(jié)構(gòu)，液晶移相器的每個(gè)光柵柵指的驅(qū)動(dòng)電壓都可以通過計(jì)算機(jī)編程單獨(dú)控制，使液晶移相器實(shí)現(xiàn)任意的相位分布。本文通過計(jì)算機(jī)編程控制柵指電壓，使液晶相控陣形成類似二元光柵的相位分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光的偏轉(zhuǎn)。
　　首先，本文基于二元光柵原理建立液晶移相器

3、結(jié)構(gòu)模型，以二元光學(xué)為基礎(chǔ)結(jié)合波動(dòng)光學(xué)和液晶指向矢計(jì)算，對(duì)該結(jié)構(gòu)施加不同階梯電壓下液晶相控陣的不同級(jí)次的衍射效率進(jìn)行了推導(dǎo)，并應(yīng)用Matlab對(duì)衍射效率、衍射角度、相位延遲等性能進(jìn)行了仿真計(jì)算。
　　其次，在上述理論推導(dǎo)和仿真計(jì)算的指導(dǎo)下優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)并制作液晶移相器。用蒸鍍工藝蒸鍍各功能層，采用光刻工藝形成器件的物理結(jié)構(gòu)，封盒、灌晶，用熱壓焊技術(shù)完成芯片及軟帶線的綁定，完成液晶移相器與波束控制電路之間的通信。
　　再次，搭建