液晶光學(xué)相控陣（LCOPA）技術(shù)是一種先進(jìn)的波束掃描技術(shù),具有驅(qū)動電壓低、低SWaP、響應(yīng)速度快等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于自適應(yīng)光學(xué)、激光雷達(dá)和空間光通信等領(lǐng)域。LCOPA通過對波束相位的精準(zhǔn)調(diào)制,實現(xiàn)高精度的波束偏轉(zhuǎn)（波束指向）。由于受到液晶加工工藝水平的限制,液晶光學(xué)相控陣的實際偏轉(zhuǎn)效率遠(yuǎn)低于理論水平,而加工工藝所造成的缺陷只能依賴于生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。因此,從波控算法的角度來提高波束偏轉(zhuǎn)效率具有實際的應(yīng)用價值。本文主要圍繞液晶光學(xué)相控陣偏轉(zhuǎn)效率優(yōu)化這一問題進(jìn)行研究:首先介紹了液晶材料的基本性質(zhì),基于能量最低原理對液晶指向矢分布進(jìn)行了求解,分析了液晶的電壓-相移特性,并在此基礎(chǔ)上給出了液晶移相器相位調(diào)制的基本原理。其次,在對比了離散相控陣和連續(xù)相控陣波控原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合液晶材料的性質(zhì),給出了兩種液晶相控陣波束控制模型,為下一步優(yōu)化算法的研究提供了理論支撐。再次,對影響液晶相控陣偏轉(zhuǎn)效率的因素進(jìn)行了建模與分析,為進(jìn)一步了解液晶加工工藝水平的限制對出射波陣面的影響提供了理論依據(jù)。然后,研究了基于模式搜索算法的周期閃耀光柵模型波控效率優(yōu)化方法,針對模式搜索算法迭代速度較慢的缺陷,給出基于Ros... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

BNS公司研發(fā)的一維液晶相控陣及采用波長為1.55μm的激光束偏轉(zhuǎn)實驗

(a) 反射式相控陣器件核心單元（電極） (b) 反射式相控陣器件圖 1-2 Rockwell 公司研發(fā)的反射式液晶相控陣為了實現(xiàn)高效的空間光通信，要求接收和發(fā)射裝置有更小的 SWaP (Size Weight anPower)，為此，Rockwell 公司在 2005 年設(shè)計了一款雙頻透射式液晶相控陣，它比一般的反射式相控陣擁有更低的 SWaP，且系統(tǒng)抗外界干擾的能力更加強大；另外該器件還有一個突破性的發(fā)明-集成式的“相控陣的相控陣”結(jié)構(gòu)(PAPA)[6]，如圖 1-3 所示：圖 1-3 相控陣的相控陣結(jié)構(gòu)(PAPA)示意圖該器件像素尺寸為8μ m ，孔徑為4cm × 4cm，工作在1.55μ m 波長時的最大偏轉(zhuǎn)角度為 ±2.5 ，其中偏轉(zhuǎn)1 時的衍射效率為65%。該器件的兩個相控陣的距離非常近，尋

射式相控陣器件核心單元（電極） (b) 反射式相控陣器件圖 1-2 Rockwell 公司研發(fā)的反射式液晶相控陣實現(xiàn)高效的空間光通信，要求接收和發(fā)射裝置有更小的 SWaP (Size W為此，Rockwell 公司在 2005 年設(shè)計了一款雙頻透射式液晶相控陣，相控陣擁有更低的 SWaP，且系統(tǒng)抗外界干擾的能力更加強大；另外破性的發(fā)明-集成式的“相控陣的相控陣”結(jié)構(gòu)(PAPA)[6]，如圖 1-3


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