基于液晶偏振光栅的非机械式光束偏转技术研究

发布时间：2022-01-04 23:14

　　光束偏转技术是空间激光通信中最为核心的技术之一。传统的机械式光束偏转系统存在功耗高、体积大、机械惯性等问题,不能满足空间激光通信系统目前所需求的低功耗、高精度、高效率等条件。以液晶偏振光栅为基础的液晶光束偏转系统的出现,成为解决以上各种问题的一条新出路,更符合现阶段空间激光通信系统的需求。液晶偏振光栅是液晶分子取向沿基板平面周期性排布,可在光栅周期内通过电控使液晶分子指向发生旋转的光栅器件。该光栅理论的偏转效率可达到100%,制备流程相对简单,器件的成型率较高,然而目前国内对于液晶偏振光栅的相关研究罕有报道,需要投入更多的精力来填补该领域的技术空白。本文探究了液晶光控取向技术的优势,并基于光控取向技术,设计出包含TFTTNLCD写入单元和偶氮染料SD1取向转印读出单元组合的液晶光阀系统,实现了对液晶光阀读出单元的高对比度强度调制。制备出了达到90.2%的±1级衍射效率,通过控制液晶单元盒厚,将施加0电压下0级衍射效率控制在5%左右。本论文定量化地研究了施加电压对衍射效率的影响,利用此方式,可以通过调制入射光的偏振态和施加电压大小,对液晶偏振光栅3个级别的衍射达到理论上的控制程度。探明零... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

自由空间激光通信网络图

通信对低功耗、高效率的需求。电致双折射效应吸引了研究人员的目光，在基于液晶材料的光束偏转技术包括液晶光学等[14]，随着液晶器件制造工艺水平的提升，熟。科研人员在光束偏转精度、偏转角度、空间激光通信等领域中发挥着不可替代的作转技术发展现状束偏转技术的研究相对较早，上个世纪七十栅实现光束偏转的方法。Dorschner 等人首先提出利用光学相控阵来实司在 1989 年首次展示液晶空间光调制器，并图 1.2 所示。

图 1.3 液晶光学相控阵的大角度光束偏转技术年，美国加州大学的 Pawel K 等人联合 Teledyne Scientific 公司斜校正器[17]。它的偏转角度能达到±300μrad，利用自适应最小均的高频抖动问题。nt Photonics 公司在 2008 年研制出偏转角度可达到 80°的一维液晶图 1.4 所示。该器件有着优秀的体积和功耗，整体系统透过率大于罗莱纳州立大学的 Kim 等人研发出粗、精偏转模块结合的液晶光学图 1.5 所示。该系统的粗调模块由多级串联的液晶偏振光栅组成，学相控阵组成，实现了二维光束偏转控制，偏转角度能够达到±400%的衍射效率。2012 年，该课题组研制出面积达到 15cm×15cm 的高光栅[20]。北卡罗莱纳州立大学的液晶偏振光栅制备能力达到了世界耀眼的成绩。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]激光雷达液晶相控阵波控器研究[D]. 吴志勇.电子科技大学 2010
[2]基于光学相控阵的光束扫描研究[D]. 孙亮.长春理工大学 2008



本文编号：3569240