液晶光学相控阵的高功率波束指向特性研究

摘要

针对液晶光学相控阵LCOPA(Liquid Crystal Optical Phased Array)在高功率激光入射场景下的波束指向特性,构建了LCOPA的热力学模型,利用Ericksen Leslie动力学理论和液晶材料的温度特性,对不同入射激光功率和不同液晶材料条件下LCOPA的近场相位分布、远场偏转效率和偏转响应过程进行数值仿真分析。结果表明,当入射激光功率从50 W增加到110 W时,近场相位分布趋于恶化,远场偏转效率从96.8%下降到41.3%;5PCH、UCF-35、MLC-624-000三种液晶材料的温度敏感性逐渐减弱,远场偏转效率分别为41.3%、92.3%、98.8%;同时,入射激光功率的增加会缩短相控阵器件的下降时间,而对其上升时间和切换时间无明显影响。