液晶相控阵阵列实现激光相干合成新方法

"本文主要探讨了一种基于液晶相控阵阵列的激光相干合成方法，该方法结合了相干合成理论和液晶相控阵波束控制技术，能够在一维方向上实现任意角度范围内的波束指向。文章详细阐述了相干合成的基本原理，并从波束指向、合成光强和波束质量三个方面深入研究了合成激光的特性。作者们发现波束指向误差主要是由于阵列干涉项极大值的不连续性，并提出通过增加阵列间距来减小这一误差。他们还识别出一种特殊波束指向点，即电极干涉项与阵列干涉项极大值重合的点，以确保合成激光的峰值光强与理论预测一致。通过仿真验证，这种方法能够提升激光的波束质量。最后，通过1×3和2×2液晶相控阵阵列的实验，成功地产生了波束指向分别为0°、0.17°、0.34°的合成激光，证实了理论分析的准确性和所提方法的可行性。该研究对于激光技术的发展，特别是在高精度光束控制和优化方面具有重要意义。" 在激光光学领域，相干合成是一种利用多个激光源的相位关系来控制合成光束特性的技术，它可以显著提升光束的功率和质量。液晶相控阵（LCOPA）是实现波束控制的一种重要工具，其工作原理是通过改变液晶分子的排列方式来调整通过阵列的光波相位。在这个研究中，作者们将LCOPA与相干合成理论相结合，创新性地设计了一种新的激光合成方法。这种方法的灵活性在于能够生成任意波束指向，这对于需要精确光束控制的应用，如远程通信、精密加工或激光雷达系统等，具有很大的潜力。 研究中提到的波束指向误差是由于阵列中各单元之间的相位差不连续导致的，这会影响合成激光的方向性。通过增大阵列间距，可以使得相位差更平滑，从而减少波束指向的误差。此外，通过寻找电极干涉项与阵列干涉项极大值重合的特殊点，可以确保合成光束的峰值光强达到预期，这是优化光束质量和效率的关键。 在实验阶段，通过1×3和2×2 LCOPA的设置，研究人员能够实现不同角度的波束合成，这进一步证实了所提出的激光相干合成方法的有效性。实验结果表明，这种方法不仅能够精确控制波束指向，还能改善光束质量，这对实际应用中的激光系统性能提升具有积极影响。 这项研究为激光技术带来了新的进展，尤其是在利用液晶相控阵阵列实现高精度激光合成方面。未来的研究可能进一步优化阵列设计，探索更复杂的波束控制策略，以满足更多样化的需求。