激光相控阵技术：阵列相位调制器的研制与性能测试

"用于激光相控阵的阵列相位调制器研究" 本文详细探讨了阵列相位调制器在激光相控阵系统中的关键作用，并提出了一种创新的设计理念。相位调制器是激光相控阵的核心组件，通过改变光波的相位来控制光束的传播特性，从而实现精确的光束操控和定向。作者针对这一领域进行了深入研究，特别关注了退火质子交换(APE)光波导技术。 首先，文章对APE光波导的折射率进行了理论分析，这是制作高效相位调制器的基础。通过光束传输法的仿真模拟，研究了APE波导的折射率分布和模场特性，这有助于优化波导结构以提升光功率输出的均匀性。在设计中，作者采用了级联Y分支波导结构，这种结构能够有效地分散和均衡光功率，减少非均匀性，从而提高整个系统的性能。 接下来，文章重点关注了影响相位调制器中关键参数——半波电压的因素。半波电压是指在相位调制器上施加的电压，使其产生180度相位变化的值。基于铌酸锂晶体的电光效应，作者分析了如何通过优化电极设计来降低半波电压，这将减少能量消耗并提高调制效率。实际设计中，他们采用长电极结构，理论上成功地降低了所需的半波电压。 实验部分，研究人员利用退火质子交换工艺制作了阵列相位调制器，并对其光学和电学特性进行了全面测试。测试结果显示，该器件的插入损耗为6.83分贝，这意味着在信号传输过程中只有少量的能量损失。同时，光功率输出的均匀性达到0.23分贝，表现出良好的一致性。4条通道的半波电压分别为2.1、3.4、2.0和2.1伏特，这些数值证明了设计的有效性。 这项工作对于激光相控阵的集成化发展具有重要意义，所提出的阵列相位调制器设计和制造方法有望推动更高效、紧凑的激光系统的发展。通过深入理解相位调制器的工作原理，结合先进材料和工艺，可以预见未来在光通信、遥感、军事和科学研究等领域的广泛应用。