激光相控阵研究：阵列相位调制器设计与性能优化

"本文主要研究了用于激光相控阵的阵列相位调制器的设计与实现，重点探讨了退火质子交换(APE)光波导技术及其在相位调制器中的应用，以及铌酸锂晶体的电光效应在降低半波电压方面的作用。通过理论分析、仿真模拟和实验测试，作者们展示了如何优化波导结构以实现光功率的高均匀输出，并设计出低半波电压的电极结构。最终，他们成功制作了阵列相位调制器，并对其光学和电学性能进行了测试，验证了其在激光相控阵集成化中的潜力。" 本文是一篇工程技术领域的学术论文，重点关注激光相控阵中相位调制器的关键作用。相位调制器是激光系统的重要组成部分，它能够改变光波的相位，从而影响光束的干涉和传播特性。在激光相控阵中，这种能力被用来精确控制光束的方向和形状。 作者首先讨论了退火质子交换(APE)技术，这是一种改进光波导折射率分布的方法。通过理论分析，他们研究了APE光波导的折射率分布和模场分布，并利用光束传输法进行仿真模拟，以优化级联Y分支波导结构。这种结构设计旨在提高光功率输出的均匀性，这对于激光相控阵的性能至关重要。 接下来，论文介绍了基于铌酸锂晶体的电光效应，这是一种常见的电光材料，因其在电场作用下能改变其折射率而广泛应用于光电子器件。作者深入分析了影响半波电压的因素，设计了一种长电极结构，理论上可以降低所需的电压，从而实现更高效的相位调制。 实验部分，作者利用退火质子交换工艺制作了阵列相位调制器，并对其进行了实验测试。测试结果显示，器件的插入损耗为6.83分贝，光功率输出均匀性为0.23分贝，四路半波电压分别为2.1、3.4、2.0和2.1伏。这些结果证明了所设计的相位调制器具有良好的性能，适合用于激光相控阵的集成化系统。 关键词包括阵列相位调制器、退火质子交换波导、Y分支结构和半波电压，这些关键词反映了研究的核心内容和技术要点。文章编号和分类号则提供了论文在学术文献中的定位信息，便于后续的引用和检索。