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液晶相控阵技术通过对光束波前进行控制,实现一定视场范围内高精度、任意角度的光束偏转。研究了基于多孔干涉原理和随机并行梯度下降算法实现光束偏转的方法,并通过对这两种方法进行数值仿真,实现对远场目标的指向,重点分析对比两者的指向精度和偏转效率。提出了一种新型的光束偏转方法,这种方法能够在整个光束偏转范围内都具有较大的指向精度和偏转效率。
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书书书
第
41
卷
第
2
期
中
国
激
光
Vol.41
,
No.2
2014
年
2
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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2014
基于液晶相控阵高精度高效率光束
偏转数值仿真
师宇斌
马浩统
马阎星
吕
洋
司
磊
(国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南 长沙
410073
)
摘要
液晶相控阵技术通过对光束波前进行控制,实现 一 定 视 场 范 围 内 高 精 度、任 意 角 度 的 光 束 偏 转。研 究 了 基
于多孔干涉原理和随机并行梯度下降算法实现光束 偏 转 的 方 法,并通 过 对 这 两 种 方 法 进 行 数 值 仿 真,实 现 对 远 场
目标的指向,重点分析对比两者的指向精度和偏转效 率。提 出 了 一 种 新 型 的 光 束 偏 转 方 法,这 种 方 法 能 够 在 整 个
光束偏转范围内都具有较大的指向精度和偏转效率。
关键词
光通信;液晶相控阵;多孔干涉;随机并行梯度下降算法;光束偏转
中图分类号
O436
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
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230.3720
;
050.1970
;
060.5060
收稿日期:
20130625
;收到修改稿日期:
20131004
作者简介:师宇斌(
1988
—),男,硕士研究生,主要从事光束控制方面的研究。
Email
:
monke
y
.backstreet
@
163.com
导师简介:司
磊(
1971
—),男,博士,研究员,主要从事高能激光方面的研究。
Email
:
w
_
zt
@
163.com
通信联系人。
Email
:
mahaoton
g
@
163.com
1
引
言
光束偏转技术在激光通信
[
1
]
、目标跟踪
[
2
]
、定向
能技术
[
3
]
等领域得到广泛的应用。传统的光学偏转
系统通过万向节或者转向台等装置改变光轴的方向
实现光束传输方向的改变,与之相比,基于液晶光学
相控阵(
LCOPA
)的光 束 偏转 技 术通 过 控 制 波 前 实
现光束偏转,具有轻便、灵活、高精度、可随机指向等
优点
[
4-5
]
。目前,基 于
LCOPA
的 光 束 偏 转 技 术 已
经 被 应 用 到 了 激 光 通 信、目 标 跟 踪、光 镊 等 领
域
[
6-8
]
。这些领域 的 应 用 都 要 求 能 够 实 现 连 续、高
精度的光束偏 转,而 常 规 的
LCOPA
光 束 控 制 方 法
都会造成一定的 误 差,并且 实 现偏 转 角度 有 限。 国
内外已经有学者在提高
LCOPA
光束偏转精度方面
做了深入的研 究,国 内 的
Kon
g
等
[
9
]
利 用 对 一 维 波
前阶梯相位的边缘进行迭代修正以提高光束偏转精
度,
En
g
strm
等
[
10
]
利 用 对 一 维
LCOPA
第 一 个 相
移器的相位调制进行优化从而提高偏转精度
。本文
通过数值仿真,实现目标在视场范围内成像,通过基
02020021
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