光电所在液晶光束控制的工程研究上取得新进展

  • 光电所 (中国科学院光电技术研究所)
  • 创建于 2016-03-28
  • 772

    中科院光电技术研究所光束控制重点实验室在液晶光束控制的工程研究上取得新进展:课题组对液晶器件的相位调制特性进行了测量和建模,通过2D标量衍射理论仿真分析了液晶器件用于光束偏转时的衍射效率和偏转精度,同时搭建了实验平台测量了液晶器件的衍射效率和偏转精度,仿真结果和实验结果吻合较好,表明了将2D标量衍射应用到液晶器件分析上是可行的,为液晶器件的选择提供了参考依据。 

  传统光束偏转一般为机械式,比如快速反射镜,通过机械运动对光束的相位进行调制,使得光束发生偏转,这种方式精度高,但体积和功耗都偏大。液晶作为一种新型相位调制器件,其体积小、功耗低,同时具有像素小、分辨率高等优点,非常适合用于光束偏转控制。但液晶器件是通过模拟闪耀光栅完成光束偏转的,液晶器件的相位误差如相位调制级数和线性度都会影响偏转的衍射效率和偏转精度,而这两个指标对光束控制系统来说是非常重要的两个指标,需要精确分析。目前对于液晶光束偏转性能的研究一般基于1D标量衍射解析理论为基础的简化分析和计算,这种计算方式仅能够考虑1D衍射效率问题,无法计算液晶相位误差等对偏转精度和衍射效率的影响。 

  本研究从信号的采样理论出发,通过分析液晶用于偏转时的相位特性,根据施加信号的带宽实施非等采样,同时配合直接积分标量衍射方法避开了基于快速傅里叶变换所需的两维等数目采样的要求,完成了液晶器件偏转性能的2D标量衍射仿真。 

  该工作得到了中国科学院“西部之光”人才计划的支持。 

(a)偏转精度与偏转角度的关系   (a)偏转精度与偏转角度的关系

(b)偏转衍射效率与偏转角度的关系(b)偏转衍射效率与偏转角度的关系