液晶光学相控阵技术.pdf

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1、航空科学基金AeronauticalScienceFund*液晶光学相控阵技术LiquidCrystalOpticalPhasedArrayTechnology韩学勤1　李丽1　谭东杰2　刘国国2　张卫国31北京航空航天大学　2中国空空导弹研究院　3北京市信息技术研究所摘　要:详细介绍了国内外液晶相控阵研究发展情况，阐述了液晶相控阵的基本原理,通过分析偏转效率、响应时间和扫描角度，对液晶相控阵性能进行了说明，并提出了液晶相控阵技术的发展方向。关键词：液晶相控阵；衍射效率；响应速度；扫描角度；激光雷达Keywords：liquid

2、crystalphasedarray；diffractionefficiency；responsespeed；scanningangles；laserradar0引言技术对扫描装置在精确度、灵活控制、速、灵活控制和空间扫描问题，而且使光光束偏转技术是对激光光束方向低功耗等方面要求的不断提高，各种更电系统的集成度更高，柔性控制能力更精确控制的技术，在目标探测、激光通精确、非机械、纯电控、非惯性扫描的新强，制造成本更低。因此，近年来液晶相信、光信息处理与存储、生物医学等诸型光束偏转技术不断兴起。控阵技术得到了更为深入的研究，用液多领

3、域有着广泛的应用前景。传统的光液晶光学相控阵是一种实时可编晶相控阵实现波束控制已成为激光雷达束偏转系统依靠机械装置改变光轴方程光束控制器件，它采用驱动电压低、相和自由空间光通信技术发展的重要趋势向，实现光束偏转，因其结构复杂、精度位调制深度大的向列相液晶作为相位调之一，本文介绍了国内外液晶相控阵研低、质量大、能耗高，在运动过程中还需制的电光材料，使器件具有体积小、重量究动态，论述了影响液晶光学相控阵光要克服惯性的影响，使其性能受到很大轻、功耗低、易于实现微电子控制电路等束偏转性能的因素以及提高性能的途的制约且不利于微型化。随着激

4、光雷达独特优点，不但解决了激光束指向的快径，并对发展方向做出了展望。响测试精度的其他因素，直管段减小到尽量将管路阀门由手动闸阀改为电参考文献（5～7）DN也可以将检测误差控制在1％动闸阀，以实现燃油流量的平稳连续调[1]刘欣荣.流量计[M].北京：水力范围内。节，使流速分布均匀，排除管路燃油扰动电力出版社，1984.的影响，提高检测的稳定性和准确性。[2]朱德祥，等.流量仪表原理和4其他应用[M].上海：华东化工学院出版社，4.1涡轮流量传感器仪表常数的标定5结束语1992.为确保已使用仪表的测量精度，应经过以上的技术处理，新型

5、航空燃[3]上海虹益仪器厂.涡轮流量传感进行定期检定和标定。检定和标定条件油泵测验仪器的流量测量分辨率达到了器使用说明书[Z].2000.应接近于最终安装和运行条件。标定使1l/h，误差降到1％以下，比旧仪器的测用的流体（如航空燃油）与欲测流体预定量分辨率提高了近百倍，误差大为减小。作者简介的测量范围、压力、温度应相同。具体标完全可以满足新型航空燃油泵的性能检刘振岗，副教授，主要从事海军航定方法步骤详见技术说明书。测要求。空装备保障教学和科研工作。4.2流量调节手段的改进2012/1航空科学技术65AERONAUTICALSCI

6、ENCE&TECHNOLOGY航空科学基金航空科学基金AeronauticalScienceFundAeronauticalScienceFund1国内外发展概述应用领域提出了展望与分析。级衍射效率可达80%~95%，偏转角度范1.1国外研究动态20世纪90年代，美国科罗拉多大围为±4°~7°，液晶响应时间是5~30ms，1964年，Heilmeier等人发现了以动学、肯特州立大学、空军研究中心、BNS激光波长从635nm到1.55μm；二维的液态散射方式工作的液晶显示器件。1971(BoulderNonlinearSystem

7、s)公司和雷神晶相控阵独立可控阵元数目为262144年，美国休斯公司J.D.Margerum等人提公司等机构先后研制出多种一维和二个，有效孔径为7.68mm×7.68mm，支持出了第一个光导型透射式液晶光调制维的激光移相器阵列，其中研制最多的的激光波长为532nm、635nm、785nm、器，用ZnS作光导层，直流电压驱动，工是基于普通液晶的激光相控阵，并且利1064nm、1550nm。作于动态散射模式。由于处于直流工作用这种激光相控阵成功研制出了相控2007年,雷神公司在DARPA的状态容易引起液晶与电极间的电化学阵激光雷达样

8、机。APPLE项目中利用STAB项目中的原反应，影响器件的使用寿命。1975年，1999年，美国国防部高级研究计理样机作为光束定向器件，基于阵列式J.Grinberg等人研制了用CdS作光导层，划局（DARPA）设立了光束敏捷控制的液晶光学相控阵列实现了大口径光