PDF《纯相位空问光 调制 器 动态 控制光束偏转》

第33卷 第7期2006年 7月中国激光CHI NES E J OURNAI OF LAS ERS Vo1 .

3 3,NO .7 J u l y ,2

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6 文章编号:0258―7025(2006)07―0899―04纯相位空 问光调制 器动态控制光束偏转 刘 伯晗, 张健(哈尔滨工业 大学超 精密光电仪器工程研究所 , 黑龙江 哈尔滨

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0 1 ) 摘要 提出并设计了一个采用液 晶空 间光 调制器 ( I . C S I M) 作为光 束动态偏 转器 件的无机 械光束 扫描 系统 ・ 实现 了光束的方 向和强度的可编程控制 , 解决了远场任意图形的激光光束动态逼近 问题 .逼 近方法采用 纯相位调 制技 术和傅里 叶迭代优化算法结合 的衍射 图形相位 优化设计 方法 .介 绍了点 阵图形发 生原理 并给 出实验装 置图 .实 验结果显示 , 用该方法产生 的二维阵列式光束 , 其光斑强度 偏差度 小于

8 ,图形发 生响应 时问小 于1

0 0 ms , 该实验结果能够满 足多光束准确 动态偏转的要求.该 系统具 有精确 、 响应快 、 无机械惰 性等特 点,在激光 寻的 、 制导 以 及多 目标威胁预警和反击 中有着重要 的研究价值 . 关键词 激光应用 ;

空间光调制器 ;

光束偏转 ;

优化算法 ;

相位调制 中图 分类号TN

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9 文献标识码ADy na m i c a l La s e r Be a m s S t e e r i n g wi t h Ph a s e . Onl y S p a t i a l Li g h t M o d u l a t o r LI U Bo ― h a n,ZHANG J i a n ( I n s t i t u t e o f U l t r a ― Pr e c i s i o n O 户fozcfrofInstrumentEngineering,Ha r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y,Ha r b i n ,He i l o n g J i a n g

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0 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t A n on ― mec ha ni c a l be a m s t e e r i n g s ys t e m i s pr op os e d a nd d e s i gne d t O r e s ol ve t he pr o bl e m o f a pp r oa c h i n g t he f a r - f i e l d d i f f r a c t i ve p a t t er n wi t h l a s e r be a m s . A b e a m s t e e r i n g me t h od ba s e d o n t he ph a s e o nl y mo dul a t i on wi t h a l i q u i d c r y s t a l s p a t i a l l i g h t mo d u l a t o r( LC SI M )i s s t u d i e d a n d d e s c r i b e d t o c o n t r o l t h e l i g h t b e a ms p r o g r a mm a b l y . The Fo ur i e r i t e r a t i v e op t i mal a l go r i t hm i s a d opt e d t o d e s i gn t he opt i ma l ph a s e s ap pr o ac hi ng t he e xp e c t e d f a r ― f i e l d d i f f r a c t i ve p a t t er n.The s c he m a t i c d i a gr am a nd t he e xp e r i me nt a l s e t ― up a r e gi v e n.Re s u l t s s ho w t h at t h e me t h od c a n g e ne r a t e

2 - D s p ot s a r r a y s wi t h t he i n t e ns i t y e r r or r a t e l e s s t h a n

8 .The r e sp o ns e t i me of ge n e r a t i ng t he dyn a mi c a l d i f f r a c t i v e p a t t er n i s l e s s t ha n

1 00 ms . W i t h t h e me r i t s o f l i gh t ne s s , p r e c i s i o n a nd qu i c k r e s po ns e,t h i s s c a nn i n g s y s t e m i s o f v a l u e i n t h e f i e l d s o f mu l t i ― o b j e c t t r a c i n g,l a s e r g u i d i n g a n d mu l t i ― o b j e c t d e f e n s e . Ke y wo r d s l a s e r ap pl i c at i o n;

s p t i a l l i g ht mo dul a t or ;

b e a m s t e e r i ng;

op t i ma l a l gor i t hm ;

p ha s e modu l at i o n 引言目前 , 传统 的激 光雷达因采 用万向节 等具有机械惯性 的扫描装 置而使其性能受到限制 , 迫切需要一种精确、快速响 应的无机械 惯性的扫 描元件来 代替l1].基 于光学相位阵列 技术的液 晶空问光调制器,作为 具有 克服 以上 诸多缺点潜 力 的新 型可编程衍射光 学元 器件 正在得到广泛 应用].由于 纯相位液晶空问光调制器可以实现相位 的连续 调制, 这一点使 其 非常适 用于空问光束偏转 , 因 而其 在激光相控阵 雷达 和 自由空 问光互 连等 领域 有广 阔 的应 用前景 ].据 现有资料,国内对 液晶空问光调制器的研究 尚处 于起 步 阶段[