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试述相控阵液晶光栅相控阵波前检测与性能查抄袭率怎么

收藏本文 2024-04-17 点赞:35559 浏览:160200 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:液晶光栅作为一种光学相控阵被运用在激光雷达、卫星通信等系统中,可以实现激光束的灵活偏转。而要对定向光束的质量进行制约,就需要对液晶光栅相控阵的波前进行测试,浅析其波前畸变的情况。要正确的测量出液晶光栅的特殊的剧烈变化的波前轮廓,就需要了解其波前分布误差对器件性能也即是对光栅衍射场的影响情况。为此,本论文浅析了影响液晶光栅波前轮廓的误差来源,把液晶光栅相控阵的波前误差分成周期型和非周期型两种,利用傅里叶级数分解及角谱衍射论述得出了不同类型波前误差对光栅衍射场的影响,并进行了仿真浅析。根据波前误差的不同类型提出了针对性的波前测量策略,对这些策略进行了论述和仿真浅析。对波前误差为周期型的情况,提出可通过测试各衍射级次的近场光强来近似反演液晶光栅后表面处(也可称为出口端面)的光场分布,以而求出波前分布。对波前误差为非周期型的情况,提出两种测试策略。一种是直接测量液晶光栅出口端面的波前分布。一种是测量闪耀级次的衍射光场,用逆衍射运算来反演液晶光栅出口端面的波前误差分布。提出采取新型四边形结构的径向剪切干涉光路来测量液晶光栅相控阵的波前,给出了适合于不同频率范围波前的三种测量策略:自载波调制法,固定载波调制法及单一衍射级反演法。研制出口径10mm×10mm的剪切干涉仪,并与商用WYKO干涉仪进行比对测试,对同一块平面样板测出的波前之差的峰谷(Peak ToValley,简称P-V)值小于/20,均方根值(Root Mean Squares,简称RMS)小于/200。用该剪切干涉仪测量了液晶光栅的静态相位分布、电压-相移特性及偏转光束波前,为液晶光栅器件的性能浅析及加载电压案例提供了依据。提出基于4f系统的Mach-Zehnder共轭移相干涉法测试液晶光栅出口端面波前。用研制的10mm×10mm口径Mach-Zehnder共轭移相干涉仪测量出了不同周期液晶光栅的波前分布,由测试结果计算出的远场光强分布与实测远场分布基本一致,说明了测试结果的准确性。关键词:波前测量论文液晶光栅相控阵论文角谱论文径向剪切干涉论文Mach-Zehnder共轭移相干涉论文

    摘要5-7

    Abstract7-12

    第一章 绪论12-21

    1.1 论文探讨背景及作用12-13

    1.2 液晶光学相控阵器件的进展概况13-15

    1.3 波前测量技术的国内外探讨近况15-19

    1.4 液晶光栅相控阵波前测量技术的国内外探讨近况19

    1.5 本论文探讨的主要内容19-21

    第二章 液晶光栅相控阵原理及性能浅析21-37

    2.1 液晶光栅相控阵原理21-22

    2.2 角谱衍射论述22-24

    2.2.1 角谱的含义23-24

    2.2.2 基于平面波角谱的衍射论述24

    2.3 用角谱论述来浅析液晶光栅相控阵的性能24-36

    2.3.1 理想液晶光栅相控阵的性能24-26

    2.3.2 液晶光栅相控阵相位轮廓误差对性能的影响26-36

    2.3.2.1 周期型相位误差对液晶光栅相控阵性能的影响28-29

    2.3.2.2 非周期型相位误差对液晶光栅相控阵性能的影响29-35

    2.3.2.3 各种误差源的特点浅析35-36

    2.4 小结36-37

    第三章 液晶光栅相控阵波前测试策略浅析37-52

    3.1 相位误差为周期型时的波前测试策略37

    3.2 相位误差为非周期型时的波前测试策略37-51

    3.2.1 直接测试相位法38-39

    3.2.1.1 测试策略浅析38-39

    3.2.1.2 工作性能评判依据39

    3.2.2 单一衍射级反演法39-51

    3.2.2.1 测试策略浅析39-50

    3.2.2.2 工作性能评判依据50-51

    3.3 小结51-52

    第四章 径向剪切干涉波前测试系统浅析52-83

    4.1 波前测量策略的选择52

    4.2 整体测量案例52-53

    4.3 径向剪切干涉测量原理53-59

    4.3.1 四边形径向剪切干涉光路结构53-56

    4.3.2 相位重构算法56-59

    4.3.2.1 相位重构算法56-59

    4.3.2.2 相位重构算法精度59

    4.4 波前重构的计算机仿真59-61

    4.5 几种特殊波面入射时的干涉条纹图仿真浅析61-67

    4.5.1 平面波入射时得到的干涉条纹图61-63

    4.5.2 台阶形波面入射时得到的干涉条纹图63-66

    4.5.3 高斯波入射时得到的干涉条纹图66-67

    4.6 径向剪切干涉仪用于直接测试液晶光栅相控阵波前浅析67-78

    4.6.1 自载波调制剪切干涉法68-77

    4.6.2 固定载波调制的剪切干涉法77-78

    4.7 径向剪切干涉仪用于单一衍射级反演液晶光栅相控阵波前浅析78-82

    4.7.1 测试系统结构79-80

    4.7.2 测试策略浅析80-82

    4.8 小结82-83

    第五章 径向剪切干涉仪测试液晶光栅相控阵波前实验83-100

    5.1 剪切干涉仪的标定测试实验83-86

    5.2 液晶光栅的静态相位分布86-87

    5.3 液晶光栅的电压-相移特性测试实验87-96

    5.3.1 液晶光栅在 0.6328μm 光波入射时的电压-相移特性测试89-91

    5.3.2 液晶光栅在 1.064μm 光波入射时的电压-相移特性测试91-94

    5.3.3 液晶光栅在不同波长光波入射时的电压-相移特性比较94-96

    5.4 液晶光栅的偏转波前测试96-99

    5.5 小结99-100

    第六章 Mach-Zehnder 共轭干涉仪测试液晶光栅相控阵波前浅析及实验结果.100-115

    6.1 Mach-Zehnder 共轭移相干涉仪测试原理100-104

    6.1.1 共轭移相干涉仪光路结构100-101

    6.1.2 移相干涉相位重构算法101-103

    6.1.3 Mach-Zehnder 共轭移相测试液晶光栅相控阵波前的两个不足103-104

    6.2 Mach-Zehnder 共轭干涉傅里叶变换法测试原理104

    6.3 Mach-Zehnder 共轭移相干涉仪相移标定策略104-109

    6.3.1 连续在线标定法105-108

    6.3.2 正交标定法108-109

    6.4 Mach-Zehnder 共轭移相干涉仪测试液晶光栅相控阵波前实验109-114

    6.4.1 测量液晶光栅静态相位分布110-111

    6.4.2 测量不同周期下液晶光栅波前分布111-114

    6.5 小结114-115

    第七章 结论和展望115-116

    7.1 本论文探讨结论115

    7.2 今后工作展望115-116

    致谢116-117

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