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激光移相器阵列的研究与实现

更新时间：2020-03-26 08:36:01 大小：4M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：激光移相器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

利用相控阵列技术的空间光液晶移相器是一种可编程光学器件。它对相控阵列液晶单元施加电压,在液晶的电控双折射特性作用下,对通过液晶移相器的光束波前经行相位的调制,实现光束的扫描,聚焦,分束,波前校正等多种功能。空间光液晶移相器作为光学器件其光学特性具有电场可控性,其具有驱动电压低,无机械转动,功耗小,重量轻,衍射角度易改变等优点,在诸多领域都有重要应用。例如采用电控液晶光栅对入射激光偏转,可被用于分析入射激光的码型等信息、调制频率;液晶光栅的光程分布可以被任意写入,实现对入射光的相位调制,它在投影显示、光开关、衍射光学、光学处理、大气湍流的校正、激光方位的探测和跟踪等方面具有潜在的应用性。

  本文在传统周期型液晶移相器的基础上,针对其所能实现的衍射角度数量受限无法达到精确扫描的缺点,提出了新型的多光栅单片集成技术,可实现衍射角度的精确扫描。另外,还针对空间光液晶移相器的相控阵列结构,仿真其液晶指向矢二维分布,研究了其光电特性。具体工作如下:

  首先,本文基于周期光栅原理,以二元光学为基础结合波动光学,推导了施加阶梯电压下的液晶相控阵的衍射效率和衍射角度的理论公式,并运用Matlab对衍射效率、衍射角度、相位延迟等性能进行了仿真计算。在周期光栅的基础上推导了多光栅单片合成技术的理论原理。仿真验证了利用多光栅单片合成技术的液晶移相器可以实现精确扫描,且不以衍射效率降低为代价。

  其次,针对液晶移相器相控阵列结构中电场边缘效应等实际影响指向矢分布的因素,研究了液晶移相器中的指向矢二维分布,并研究了其光程差分布和相位差分布等光电特性。

  最后,搭建了液晶驱动电路将仿真数据运用于所设计的液晶移相器,并实验检测移相器效果。针对数据计算量大,本论文还提出一种 Matlab数据仿真计算+PSoC芯片控制+外部FLASH大规模存储实时调取代码的数据生成方式,较之传统需要现场 PC机或是单片机计算数据代码的方式,可产生更快的数据代码实现高速扫描。

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