1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
2 新疆大学软件学院，新疆 乌鲁木齐 830091
作为一种新兴的非机械式波束控制技术，光学相控阵大大提高了系统的效率和稳定性，具有低质量、小尺寸、快速波束赋形和低功耗等优点，在多个领域得到了广泛的应用。本文从波束指向器的角度，综述了液晶空间光学相控阵技术在激光通信中的研究进展。根据激光通信系统对波束指向器的性能要求，从大口径、大角度、快速响应、多波束和偏转效率提升等多方面介绍了液晶光学相控阵领域的研究现状与最新进展，总结了液晶光学相控阵目前面临的问题及未来的发展趋势。
激光通信 光学相控阵 液晶 空间光调制器 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706009
1 电子科技大学 光电科学与工程学院, 四川 成都 611731
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065
3 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
本文研究制备了应用于中红外波段的液晶光学移相器, 选用在中红外波段具有高透过率的蓝宝石作为基底, 超薄氧化铟锡(ITO)薄膜作为透明电极, 低吸收的中红外液晶作为介质。通过对液晶移相器施加电压, 液晶分子在电光效应的作用下形成周期性的相位分布, 从而实现对中红外激光的相位调制。本文研究制备的20 μm盒厚的液晶光学移相器在3.9 μm中红外激光照射下实现2.59 π的相位调制深度。切换电压的有效值从2.65 V变化到3.37 V时, 响应时间为19 ms,能够达到中红外液晶光学移相器在高盒厚条件下的快速响应, 最终能够实现液晶移相器在中红外波段的功能需求。
中红外光学移相器 蓝宝石基底 透明电极 中红外液晶材料 响应时间 mid-infrared optical phase shifter sapphire substrate transparent electrode mid-infrared liquid crystal material response time
1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
液晶光学相控阵是下一代光束控制技术的核心器件，提高其耐受激光阈值是当前研究的热点之一。针对较高功率激光入射场景下评测液晶光学相控阵相位调制性能恶化程度的问题，本文基于传统四分之一波片法，实现快速、直接测量液晶对入射激光的相位调制量。验证试验发现，当中心温度为33 ℃时，对应的最大畸变相位为3.6 rad。同时，本文基于该实测相位调制结果，研究出射光的光束质量恶化过程。分析结果表明：当液晶移相器的中心温度变化小于10 ℃时，光束质量恶化小于20%。
液晶光学相控阵 高功率激光 相位恶化 光束质量 liquid crystal optical phased array high power laser phase deterioration beam quality
1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 610054
2 电子科技大学物理学院，四川 成都 610054
天线通光口径是液晶光学相控阵的重要技术指标，本文在多子阵并行驱动和两级器件级联方法(PAPA)的基础上，提出改进型的i-PAPA 方法，通过对COM 电极进行分区域驱动，在单个相控阵天线上实现大口径相控光束控制，具备单器件工作、插损低等优点。通过数值仿真分析，结果表明：相控阵天线后的近场相位分布连续；当指向角度在0°到+6°范围内，远场衍射效率和指向角度的数值关系呈现平滑单调下降，衍射效率均大于48%；当指向角度在0°到+3°范围内，衍射效率均大于80%。
光学相控阵 液晶 大口径 衍射效率 optical phased array liquid crystal large diameter diffraction efficiency
1 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 611731
2 电子科技大学 电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
为了能够更好地实现对液晶光学相控阵的移相分布特性进行高精度的测量, 本文针对傅里叶四分之一波片法的测试精度进行理论仿真和试验验证。仿真结果表明, 该方法测试误差小于0.08°, 采用标准二分之一波片对其进行验证, 实验结果表明重复精度小于0.3°。因此, 针对液晶光学相控阵波控数据0.5°移相控制精度要求, 傅里叶四分之一波片法的测试精度和重复精度能够满足移相测量精度要求。
液晶移相 相移检测 傅里叶变换 四分之一波片法 liquid crystal phase delay phase delay measurement Fourier transformation method of quarter plate
1 电子科技大学 光电信息学院,四川 成都 610054
2 光电信息控制和安全技术重点实验室,河北 三河 065201
3 西安近代化学研究所,陕西 西安 710065
4 电子科技大学 物理电子学院,四川 成都 610054
综述了液晶中波红外相控阵(Mid-LCOPA)关键技术的研究进展。介绍了光学相控阵技术的基本原理,着重介绍近年来中波红外液晶材料的研究进展,包括: 三联苯类液晶、炔类液晶; 同时还介绍了中波红外透明导电膜的最新工艺技术和发展情况,包括: 石墨烯、金属网、石墨烯金属网复合膜。
光学相控阵 液晶 中红外 石墨烯 optical phased array liquid crystal mid-infrared graphene 红外与激光工程
2016, 45(8): 0830003
