液晶光學相控陣建模與斜入射影響研究.pdf

1、光學相控陣作為一種非機械式的光束偏轉(zhuǎn)技術(shù)，其波束形成具有快速和指向變化靈敏的特點，廣泛在激光通信、目標追蹤等領(lǐng)域得到應(yīng)用。液晶空間相位調(diào)制器作為一種光學移相的實現(xiàn)方式，以液晶相位調(diào)制器為移相單元的光學相控陣在實現(xiàn)波束偏轉(zhuǎn)操作時，一般存在光束偏轉(zhuǎn)范圍小、偏轉(zhuǎn)效率低的缺點。為了增大偏轉(zhuǎn)角，目前的角度放大技術(shù)一般基于多級級聯(lián)，但在對放大后的角度進行液晶精掃描時，通常存在著液晶斜入射工作的情況，由此產(chǎn)生的對波束偏轉(zhuǎn)性能的影響目前未見深入分析。<

2、br>　　論文結(jié)合具體的液晶相位調(diào)制器件，對液晶相控陣的波束控制原理、液晶器件相位調(diào)制特性和其斜入射波控性能等方面進行了分析和研究。論文主要工作如下：
　　1）分析推導了液晶相控陣的波束偏轉(zhuǎn)模型，針對非規(guī)則的液晶出射相位分布，利用基于多孔干涉的模型進行分析，得到了較為方便的對出射遠場光強分布求解的方法。
　　2）以實際器件結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)建立了正入射液晶相控陣的數(shù)學描述模型，基于Matalb編程數(shù)值仿真分析了液晶器件的相位調(diào)制

3、特性和波束偏轉(zhuǎn)特性，仿真分析了器件在相位調(diào)制中存在的邊緣效應(yīng)、回程區(qū)對波束偏轉(zhuǎn)性能的影響；針對液晶相位調(diào)制出現(xiàn)的相位偏離理想值的問題，提出基于相位分布改善的電極電壓分布的優(yōu)化方法。
　　3）對斜入射條件下的液晶相控陣進行了理論建模，分析了斜入射條件對液晶相位調(diào)制的影響，并基于對正入射液晶相控陣的模型的修正，仿真研究了斜入射條件下的液晶相位調(diào)制特性和波束偏轉(zhuǎn)性能。
　　4）搭建了液晶相控陣實驗平臺，對斜入射條件下的波束偏轉(zhuǎn)性能