液晶相控阵器件色散特性分析

摘要

相控阵器件具有色散的作用,而激光器中心波长通常会产生一定漂移,也具有一定光谱宽度,导致大角度偏转情况下,激光光束位置与光功率分布发生改变。针对这一问题,通过液晶空间光调制器与级联液晶偏振光栅两种相控阵器件色散理论,推导出组合液晶相控阵器件波长与坐标之间的关系公式。结合激光光源的光功率谱分布与单模激光的截面功率分布公式,推导出高斯光束经过组合液晶相控阵器件后的光功率分布公式。针对公式计算上的困难给出了简易计算方法。结合特定实例,计算出1000 km外色散特性以及波长漂移引起的位置偏差,色散特性以及光谱宽度引起的光束截面功率分布。根据设定系统参数与偏转角度分析了液晶相控阵器件色散特性对能量收集的影响,分析结果表明:激光光束截面功率向色散方向延伸,偏转角度越大,色散引起的变化越严重,中心位置偏移越严重,峰值位置功率密度越低。