高耐受功率液晶光学相控阵器件研究

发布时间：2020-05-14 08:40

【摘要】：液晶光学相控阵由于其高精度指向、波束捷变、低功耗、无机械偏转等优势,被应用于激光通信、高能激光应用等诸多领域。随着应用的逐渐扩展,实际应用对液晶光学相控阵的要求也逐渐提高。能否耐受高功率激光成为了研究的重点和难点,一旦突破该技术壁垒,高功率的液晶光学相控阵必将成为未来科技和军事的主流。本文以液晶光学相控阵为基础,首先着手于高功率液晶移相器的研究,对液晶器件耐受高功率激光做了大量的工作,主要研究内容为:(1)构建了高功率激光入射下液晶光学移相器和相控阵的热力学模型。首先分析了液晶器件的结构对于耐受高功率激光的影响。随后通过COMSOL多物理场耦合仿真软件对构建的器件进行热力学仿真,主要从器件的热源吸收、水冷系统、高导热材料和不同的散热结构出发,对影响器件在高功率激光应用时的主要因素进行仿真分析。最后通过仿真得到了不同条件下器件内部的温度分布,通过MATLAB软件进行了液晶光学移相器和相控阵的相位受温度分布改变的仿真分析,同时计算了高功率激光下,液晶光学相控阵的远场分布特征。仿真分析得出了热源吸收下的热沉积是影响器件工作的主要原因,通过使用高导热系数的硅片和良好的散热系统设计是制备高功率液晶光学相控阵的关键。(2)根据仿真分析结果,有针对性的进行高功率液晶光学相控阵的制备。首先探究了热源吸收最为严重的器件导电层,分析了有机聚合物透明导电薄膜、石墨烯透明导电薄膜、氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜和纳米金属网透明导电薄膜在制备器件中的优势和劣势,选择了超薄ITO作为高功率液晶光学相控阵的导电层来制备器件。同时试验了光取向替代传统聚酰亚胺(PI)取向,进一步减少PI对于激光的吸收。最后制备了硅基反射式的液晶移相器,同时通过掩膜板设计,光刻出了符合条件的液晶光学相控阵电极阵列。(3)对制备好的高功率液晶移相器器件进行测试,在国防科技大学的测试平台下,制备好的石英基反射式液晶移相器能够耐受功率为136W的1064nm激光入射,其液晶层温度仅仅上升10度左右,如果测试硅基反射式液晶移相器,耐受激光阈值将进一步提高。通过高功率液晶移相器的制备,给高功率液晶光学相控阵器件的制备打下了良好的基础,制备高功率液晶光学相控阵将不再困难。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O753.2;TN24

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 横小路;杨银平;;含氟液晶新动向[J];甘肃化工;1997年02期

2 郑述方;张展;冯铂;白跃峰;赵可清;;点击反应在液晶材料合成中的应用[J];化学工程与装备;2017年02期

3 金慧然;王志辉;张立静;丁师杰;陈静;;黏土及类黏土液晶材料的研究进展[J];硅酸盐通报;2017年04期

4 忠东;;软体软体机器人崭露头角[J];青少年科技博览;2016年11期

5 柳春;李煜乾;史磊;吕旷;蓝丽;李克贤;;纤维素液晶材料的研究进展[J];大众科技;2013年11期

6 徐宇威,徐卫国;含氟液晶材料及其发展现状[J];浙江化工;2003年12期

7 王耘;液晶材料 市场动向[J];今日电子;2002年10期

8 ;稳步发展 努力创新 石家庄实力克液晶材料有限公司[J];液晶与显示;2002年05期

9 杭德余,裘灵光,叶昆元,章于川,黄梅;我国显示用液晶材料的研究进展[J];安徽化工;2001年04期

10 尹凤婷;高波;;“农民”与“高科技”——来自民营石家庄实力克液晶材料公司的报告[J];乡镇企业科技;2000年02期

相关会议论文 前10条

1 杨槐;;特种液晶材料及调光膜制备技术[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十分会：高分子[C];2016年

2 詹茂盛;李晓东;王凯;;∧形液晶材料的研究进展[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C];2012年

3 杨槐;王玲;;面向节能的功能性液晶材料的研究[A];2012年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会（暨第十二届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告）会议论文集[C];2012年

4 李文;张静;周明军;王珊;吴立新;;含多金属氧簇的新型杂化液晶材料[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会（暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会）会议论文集[C];2010年

5 李文;尹升燕;王金凤;吴立新;;无机／有机杂化液晶材料的制备与表征[A];2008年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会暨第十次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会论文集[C];2008年

6 杨槐;张兰英;;特种液晶材料及调光膜制备技术[A];2016年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会（暨第十四届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会）论文集——主题D：液晶高分子的电-光-磁效应、器件以及应用[C];2016年

7 郭姝萌;张兰英;王慧慧;宫贺;肖久梅;杨槐;;掺有离子液体的近晶A相液晶材料在电场作用下的动态过程研究[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年

8 贺泽民;苑晓;赵玉真;张兰英;张海泉;杨槐;;基于离子液体的电致变色液晶材料研究[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年

9 任延志;赵英英;李铁津;王哲;;一种新型的两亲性液晶材料:含有萘—偶氮—蒽醌的聚马来酸单酯[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年

10 姜楠;张九敏;魏杰;;胆甾相液晶微胶囊的制备及显色性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G：光电功能高分子[C];2013年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 郝昱;八亿时空：国产液晶材料弯道超车[N];中国企业报;2016年

2 本报记者 刘静;液晶材料如何打破国外企业垄断？[N];中国电子报;2017年

3 群智咨询(Σintell) 李雷广;2016年国内液晶材料需求量将占全球市场近三成[N];中国电子报;2016年

4 本报记者 孙鸿凌;液晶材料，，如何打破外企垄断[N];中国电子报;2014年

5 记者 毛庆;南京企业上马新型液晶材料生产线[N];南京日报;2012年

6 记者 姜艳;实力克：从国内领跑到世界一流[N];河北日报;2010年

7 清华大学化学系教授 梁晓;中国液晶材料业面临洗牌 加快创新整合是关键[N];中国电子报;2009年

8 徐光陆;瞄准高端调结构科技创新赢市场[N];镇江日报;2009年

9 记者 毛庆　实习生 翁亚欣;液晶面板将装“南京造”心脏[N];南京日报;2009年

10 ;透明电冰箱[N];科技日报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 肖锋;液晶光学相控阵关键技术研究[D];电子科技大学;2018年

2 彭增辉;基于自组装膜的液晶光控取向研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

3 李宇波;基于电光效应的偏振调制与检测研究[D];浙江大学;2006年

4 郑敏燕;棒状磁性液晶的合成及性能研究[D];陕西师范大学;2007年

5 李鑫;激光诱导图形化液晶取向研究[D];上海交通大学;2007年

6 吴幼军;液晶/柔性链聚合物各向异性界面性质及共混物形态演变与流变行为的研究[D];上海交通大学;2007年

7 刘宇鹏;基于液晶材料微波关键无源元件调谐技术研究[D];电子科技大学;2017年

8 才勇;液晶材料的混合配比和胆甾相液晶显示的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年

9 安庆大;中位-四-（对酰氧基苯基）卟啉液晶材料的制备、结构和性质研究[D];大连理工大学;2002年

10 陈泽章;太赫兹波段液晶材料光学特性密度泛函理论研究[D];河南师范大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨魏强;功能性液晶材料的结构稳定与调控[D];华东理工大学;2018年

2 刘珂玮;基于液晶材料的频率可重构天线[D];电子科技大学;2018年

3 刘雅玲;基于液晶材料的可重构天线的研究与设计[D];电子科技大学;2018年

4 万应禄;基于液晶材料宽带平面反射阵波束扫描技术研究[D];电子科技大学;2018年

5 丁萍;基于液晶材料毫米波滤波器宽带调谐技术研究[D];电子科技大学;2018年

6 唐明R

本文编号：2663095