双折射闪耀光栅型偏振器的研制

本文给出一种利用衍射和双折射的复合作用使光束起偏振的双折射冷淡耀光栅型偏振器的结构设计和实验制作，该种器件具有棱镜偏振器和二向色生偏振片二者的主要优点，样品器件已在实验中制出，器件的消光比大于２×１０＾－４，并还有很大的提高余地，该种器件是一种具有良好应用前景的新型偏光器件。     

光学相控阵消栅瓣的方法

光学相控阵技术是一种新型的光束偏转技术,具有扫描快、抗干扰、分辨率高和高保密性等优点,但栅瓣的存在一直是光学相控阵研究的瓶颈问题之一。综述了光学相控阵的历史、原理、发展现状和趋势,说明了栅瓣的影响,并在原有消除栅瓣方法基础上提出了一种新型的方法来消除栅瓣,即改变非规则光学相控阵的入射光相位,此方法有效地抑制了光学相控阵的栅瓣,最后讨论了三种方法的优缺点,并对发展前景进行了展望。     

基于电光材料的光学相控阵技术研究进展

综述了基于电光材料的光学相控阵(OPA)的研究进展.介绍了光学相控阵技术的基本原理以及不同电光材料(铌酸锂电光晶体,AlGaAs光波导,液晶和掺镧锫钛酸铅(PLZT)电光陶瓷)光学相控阵技术的基本构想和涉及的关键技术;着重介绍近年来基于PLZT电光陶瓷材料光学相控阵技术的发展情况以及在这方面的最新研究成果,包括单级相控阵、级联相控阵、不同电极结构(表面电极和上下电极结构)相控阵技术等;最后简要介绍了光学相控阵技术在激光雷达等军事领域中的应用.     

光纤干涉型光学相控阵扫描角度的模拟实验

理论分析了光纤干涉型光学相控阵扫描角度与扫描控制电压的关系,提出了扫描角度与电压关系的实验方法,即按照场点定点的光强间接测定一定扫描控制电压对应的扫描角度;采用M-Z型干涉光路来模拟2光路的光纤干涉型相控阵进行模拟实验,通过改变相位调制器上的控制电压,对场点定点接收到的光强大小进行测试,反演出光纤干涉型相控阵实际的扫描角度。实验结果表明:扫描控制电压在相位调制的半波电压范围内,扫描控制电压要比集成波导阵列的控制电压小得多,扫描角度为0~6.2 mrad,在此范围内,扫描角度的实验值与理论值较好吻合。该模拟实验研究可以为光纤干涉型光学相控阵的远场扫描特性的进一步研究提供参考。     

角度误差影响运动角锥棱镜反射特性的理论分析

角度误差对运动角锥棱镜反射特性有何影响,国内未见报导。本文根据矩阵光学理论证明了,角度制造误差将引起运动角锥棱镜反射光束空间方位的随机改变,但其改变属于高阶小量。这个结论对于将角锥棱镜作为He-Ne激光频率分裂位移传感器动镜使用,具有指导意义。     

激光雷达液晶相控阵组件扫描精度分析

扫描精度是激光雷达液晶相控阵扫描组件的一个重要指标.提出了一种对液晶相控阵扫描组件扫描精度误差进行定量计算的方法,利用瑞利-索末菲(Rayleigh-Sommerfeld)公式精确计算出扫描激光束的远场波束,得到角度误差值,采用角度误差值和3 dB主瓣宽度的比值对精度误差进行衡量.利用该方法对电压最化误差、制造误差、高斯预处理三种典型的因素进行了仿真分析,并得到三种误差造成的扫描精度误差量级分别为10-3,10-2,10-5,因此,激光雷达液晶相控阵扫描组件的设计加工必须考虑加工精度对扫描角度的影响.     

用于相控阵雷达的集成光学器件

用集成光学器件实现相控阵雷达天线的波束形成、控制和归零,有其独特的优点。本文介绍几种用于相控阵雷达的集成光学器件,包括:LiNbO_3集成光学功分器、电光相位调制器、大动态范围调制器和集成光学巴特勒矩阵。     

入射角度不敏感型石英光双折射滤波器

为了实现石英光滤波器中心波长随角度变化不敏感的目的,利用石英光滤波器绕着平行于或垂直于石英光轴的方向旋转时,石英光滤波器输出中心波长漂移方向不同的原理,提出了一个新型的两级改进型的Lyot石英光滤波器滤波的方法,并进行了相关理论分析和实验验证。结果表明,当入射角小于18时,这个新型的光滤波器的中心输出波长的确对入射角度的变化不敏感。该结论与相关的实验结果是相符合的。     

单层介质膜全反射棱镜光学相位延迟器的设计

反射式光学相位延迟器件在光学工程中有着广泛的应用,本文从全反射和单层介质膜理论出发,研究了光学相位延迟随光线入射角和单层膜厚度的变化,可以看到通过适当的参数组合,几乎可以设计出各种实际需要的光学相位延迟器件,而且更为重要的是,这种相位延迟器件在实现其相位延迟时没有光能量损失,这在实际应用中非常有用和重要.     

光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜透射性能的影响

为了使渥拉斯顿棱镜具有更好的透射性能,从理论上分析了光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜透射光光强分束比、总透射比的影响,得到了关于光学胶折射率与棱镜透射光光强分束比及总透射比的关系式,并拟合出了关系曲线.结果表明,光学胶折射率对渥拉斯顿棱镜的光强分束比和总透射比均有影响;且无论棱镜的结构角是大是小,光强分束比为1和总透射比的最大值对应着同一光学胶折射率,对633nm的光而言,此折射率值为1.570.这一结果对优化渥拉斯顿棱镜的性能是非常重要的.     

利用相位闪耀光栅的光学相控阵扫描性能分析

针对透射型和反射型光学相控阵器件,分别进行扫描衍射效率和扫描角精度的理论及仿真研究。首先,以阶梯相位闪耀光栅为理论模型,推导了光学相控阵器件的扫描衍射效率及扫描角精度的表达式;其次,以器件的实际特性对表达式进行修正,给出了近似实际情况的扫描性能表达式;最后,在假设的器件参数条件下,对0°入射透射型器件和45°入射反射型器件的扫描性能进行了仿真分析。仿真结果表明:两种器件的扫描衍射效率与扫描角精度都随扫描角的增大而加速下降;透射型器件的扫描衍射效率和扫描角精度关于阵面法线对称分布,而反射型器件关于45°出射角不对称。最后还讨论了激光线宽对扫描角精度的影响,说明了此影响在10-9°量级。     

顺序旋转圆极化相控阵的交叉极化抑制

针对大规模圆极化相控阵天线设计中交叉极化特性评估计算量大的问题,从阵列极化合成理论出发,提出一种简化的计算方法.推导出采用顺序旋转方法形成圆极化的阵列天线的寄生交叉极化阵因子公式,提出旋转相位差值矩阵这一参数,用于对顺序旋转形成交叉极化的机理进行直观的解释.对比分析线极化、椭圆极化单元按不同顺序旋转方式构成的阵列天线的...     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

光学相控阵在光束偏转中的应用分析及进展

与传统光学偏转器件相比,光学相控阵可实现快速、灵活、高精度的光束指向控制。介绍了光学相控阵实现光束偏转的基本原理,并对影响偏转效率及偏转角度的主要因素进行了系统分析,对现有材料可实现的光束偏转性能参数进行了对比分析。针对目前光学相控阵材料只能实现小角度偏转的缺陷,进一步介绍了增加其偏转角度的技术途径。最后对应用光学相控阵技术实现的大角度高精度偏转系统APPLE(adaptive photonic phase-locked elements)进行了介绍,并对其技术先进性与局限性进行了分析。     

相控阵雷达光纤传输系统的设计与实现(本期优秀论文)

针对相控阵雷达天线单元和信号处理机之间的数据传输,设计了一种光纤传输系统,它可代替传统电缆的传输方式.系统采用模块化的光纤传输适配器,具有可扩展性.论述了系统的总体结构、光纤传输适配器和传输协议的设计方法.提出了一种同源时钟的方法,来解决光纤传输相控阵雷达系统同步信号的问题.该系统在实验过程中工作良好,在相控阵雷达系统中具有很大的工程意义.     

光纤参量放大器技术及其最新进展

介绍和论述了一种非常有实用前景的基于光纤非线性效应的光参量放大器(OPA)及其最新技术进展．最新发展揭示了它的很多技术特性优于传统的掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和近年来很热门的光纤拉曼放大器(FRA)，如对信号的调制形式、比特率的完全透明性、相位共轭、超宽的增益带宽、很低的噪声指数和具备优异的全光波长转换功能．     

反射面天线焦面场采样研究与相控阵馈源设计

为了设计高性能的相控阵馈源(phased array feed,PAF),通过反射面天线焦面场最优采样的研究,给出了PAF参数与天线口径效率之间的关系,总结了PAF的最优采样范围和单元间距,导出了PAF单元数量的计算公式.给出了一个9 m天线的PAF设计实例和性能分析,在4～7 GHz频率范围内,扫描范围为±3°时,天...     

液晶光学相阵列相移单元的电压-相移特性

液晶光学相阵列是一种新型的光学相位调制器件,为分析器件中相移单元的电压-相移特性,建立了液晶相移单元的数学模型,并提出了一种混合差分迭代算法。该算法根据液晶分子在电场作用下的物理变化过程,在指向矢与电位的耦合迭代过程中,采用追赶法计算相移单元中的电位分布。根据该算法对相移单元中液晶指向矢的分布进行了仿真计算,进而对取向膜厚度、预倾角和液晶盒厚度对器件的电压-相移特性的影响进行了分析。结果表明,当电压处于阈值电压与饱和电压之间时,取向膜厚度对液晶的电压-相移特性的影响比较明显。     

基于半导体光放大器的可扩展型光开关矩阵

未来的高速和高度灵活的光分组交换网络要求开关速度达到纳秒量级且集成度高的大规模空间光开关矩阵。在分析了基于半导体光放大器的常用结构形式的光开关矩阵存在规模局限性的基础上,综述了新型的可实现大规模集成的基于半导体光放大器的光开关矩阵的基本原理和研究现状。     

基于FPGA的超声相控阵发射系统设计

为使水声成像系统小型化,首创性地提出了将相控阵技术和水下超声成像技术结合在一起,设计了一种基于FPGA的超声相控阵发射系统。对相控聚焦的发射原理进行了分析,利用FPGA的内部逻辑资源和丰富的I/O引脚实现了六通道超声相控阵发射,为有效激励压电换能器设计了信号调理电路对激励信号进行D/A转换及放大。通过实验测试表明,该系统可以实现超声信号的相控发射,相控延时精度达到2.5ns,发射信号稳定,系统集成度高,为水下超声成像提供了一种新的途径,具有较强的应用价值。