光控相控阵雷达

由于孔径效应和孔径渡越时间的限制,传统的相控阵雷达难以在大扫描角下实现大瞬时带宽。把光纤技术应用于相控阵雷达,主要包括光纤延迟线形成相控阵雷达波束所需的相移、电光相控阵发射机中采用集成光学进行波束形成,用光纤技术进行天线的灵活遥控、利用光纤色散棱镜技术的宽带光纤实时延迟相控阵接收机等,可以在大扫描角下实现大瞬时带宽,在提高雷达的分辨率、识别能力、解决多目标成像、对抗反辐射导弹、简化结构、减小体积、重量、抗恶劣电磁环境、容易维护等方面有巨大的优势。由此形成的光控相控阵雷达目前具有重大的理论意义和实践意义。     

光控相控阵雷达发展动态和实现中的关键技术

本文讨论了光控相控阵雷达的原理和发展现状,介绍了光控技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,详细阐述了不同光实时延迟线(OTTD)的主要构成原理和技术特点,讨论了雷达微波信号的光调制技术和探测技术现状,指出了光控相控阵雷达技术可能的应用方向.文中重点讨论了光控相控阵雷达实现中需解决的关键技术,包括总体设计方案中的系统指标分配,雷达阵面结构设计时光器件温度特性的考虑,微波信号光纤传输中的幅相一致性、动态范围、非线性相位等,OTTD设计加工中的波束切换时间、插入损耗、隔离度、延时精度等.针对OTTD加工中难免存在的加工误差,文中提出了子阵OTTD与阵元移相器联合波控的方法.     

波分复用光控相控阵雷达的控制技术

为了设计波分复用光控相控阵雷达的完整结构,提出基于光开关控制的光控相控阵雷达发射与接收前端的基本组成,描述光控相控阵雷达的工作原理。介绍光开关控制的波分复用光延时网络结构,设计并分析光控相控阵雷达工作的开关控制流程。测试光开关的性能,分析其对光控相控阵雷达时序设计的影响。制作开关控制的三级光纤真时延迟线结构,实现并验证8个扫描角度的可编程波束成形延迟网络。开关控制光延时网络的实现,证明了基于光开关控制的相控阵雷达工作的有效性和可行性     

空间光调制器记录大规模开关的全息图

空间光调制器记录大规模开关的全息图在铁电液晶空间光调制器（ＦＬＣ－ＳＬＭ）上形成可重写全息图可把单－光学输入信号导至新型全息开关的多个输出口上。以前的全息／液晶开关已把计算机全息图组合到液晶显示器（ＬＣＤ）的像元上。每一像元能把光束引向一个输出口。具...     

光控相控阵雷达中的真延时技术

在介绍光控相控阵雷达相对于传统相控阵雷达的优势所在及其发展历程的基础上,阐述了光控相控阵雷达工作的基本原理和实现光控相控阵雷达的手段——真延时。介绍了现阶段国内外实现真延时的方法,通过归纳将真延时结构分为两类,具体分析了两类结构中各种真延时结构的组成、实现方法、工作原理以及现阶段运用在光控相控阵雷达中能够达到的性能指标。     

液晶空间光调制器用于光束偏转控制的衍射效应

液晶空间光调制器(LC-SLM)能实现光束动态偏转,而它的像素结构以及相位回卷方法造成的衍射效应使其光效率降低.通过数值仿真和实验分析了像素结构造成的衍射效应,给出了像素填充因子和衍射效率的关系.利用256 pixel×256 pixel的液晶空间光调制器构建动态光束偏转实验装置,使入射光束偏转不同角度时测量远场光斑强度,得到衍射效率随光束偏转角的变化关系.理论分析与实验结果表明,填充比越小,像素结构造成的衍射效应越强,衍射效率降低;当填充比为0.85时衍射效率的测量值仅为51.3%.相位回卷方法使液晶空间光调制器形成类似闪耀光栅结构,随着光束偏转角度的增大,衍射效率降低.     

光互连用8×8多量子阱空间光调制器

制作了光互连用８×８多量子阱空间光调制器，测量了其耐压特性、模式均匀性、对比度和插入损耗等。使用Ｄａｍｍａｎｎ光栅分束器将半导体激光束分成等光强的６４路并将其照射到多量子阱空间光调制器上，测量了其调制特性     

基于空间光调制器的合成全息显示技术研究

提出了一种基于液晶空间光调制器和计算全患技术的合成全患显示新方法.由计算机设计三维物体模型并获取带有视差信息的系列二维体视数字图像,通过计算全患方法对每一幅二维图像计算得到相应的全息图,再现时将左右眼视图对应的全息图同时输出到两个空间光调制器进行实时光电再现,并使再现像的位置符合人眼双目观察需要,计算机控制不同视角全患图顺序输出,从而实现合成全患立体显示,同时可观察合成全息动感,而观察者位置不必移动,与传统的合成全息显示相比操作灵活,易于控制.在实验中用液晶背投影光学引擎系统设计了硬件实验系统,设计了相关的控制软件,并给出了实验结果.     

多信道非线性平面光波导的空间光弧子开关

本文考虑在横向具有正弦形周期折射率调制的非线性平面光波导，它构成平行的多信道系统。分别用解析法和BPM数值方法探索在该系统中稳定传输的空间光弧子实现开关的可能性。研究结果表明：只要控制光点强度超过某一阈值，开关是可以发生的。     

写光波长对光折变空间光调制器分辨率的影响

结合光学实验及数值模拟,对写光波长的变化对基于Bi12SiO20(BSO)光折变晶体的光寻址空间光调制器(SLM)的调制传递函数(MTF)空间频率响应的影响进行了分析.光学实验分析结果和数值模拟分析相吻合,写光波长以及电荷位置对SLM的MTF空间频率响应的影响在本质上得到了统一.根据分析及讨论,较短波长的写光有利于获得较好的MTF空间频率响应.     

光控相控阵雷达中的光纤延迟线

着重介绍了利用光纤的延迟特性实现光控相控阵雷达的实时延迟技术.设计了两种延迟阵列,并分别进行了试验验证,试验结果表明这两种延迟阵列各有利弊.综合考虑,方案2优于方案1.     

微弯型光纤传感器光源光强的新的稳定方法

本文详细报导了该装置的原理，内容和测量结果，并指出进一步研究方向。     

液晶显示空间光调制器及其在光电混合处理中的应用

本文系统地介绍了我们研究改装成功的几种液晶显示空间光调制器,以及它们与计算机的接口,并且给出了它们在实时光电混合处理中的应用。     

基于软件预处理的空间光调制器驱动电路研制

研制了一套基于软件预处理的多量子阱空间光调制器驱动电路.针对不同的多量子阱空间光调制器,软件预处理单元根据其反射特性,拟合出它的反射谱线.根据反射谱线产生相应的光电转换控制信号,增强了该驱动电路的通用性,降低了驱动电路的复杂性.改进一次扫描的方式,采用先粗扫再细扫的二次扫描方式,在保证扫描速度及分辨率的同时,有效降低了单元像素驱动电路的面积.SPICE仿真结果和芯片测试结果均证明,驱动电路芯片工作良好,驱动电压输出摆幅为0～VDD.驱动电压分辨率可达256级.总之,所设计的驱动电路满足空间光调制器的需求.     

基于级联MZM的压缩感知微波光子测距雷达（特邀）

提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器(MZM)的微波光子压缩感知雷达测距系统。在发射端,利用双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)产生中心频率和带宽四倍频的线性调频(LFM)信号;在接收端,对回波信号进行去斜处理,并利用级联的MZM实现去斜信号和伪随机序列(PRBS)在光域上的混频。通过低通滤波器(LPF)后,利用低速模数转换器(ADC)采用较低的速率对该混频信号进行亚奈奎斯特采样,然后在后端利用正交匹配追踪(OMP)算法对去斜信号进行重构。仿真和验证性实验结果表明,在数据压缩比为8时,该系统可以利用较少的观测值精确恢复去斜信号的频率值,测距误差不超过2 cm。除此以外,该系统降低了雷达中数据采集、存储和信息处理的压力,突破了传统奈奎斯特采样理论的瓶颈。