导读:本文包含了光学相控阵论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:相控阵,光学,波束,液晶,光栅,算法,波导。
光学相控阵论文文献综述
庄东炜[1]（2019）在《光电子集成光学相控阵的优化设计》一文中研究指出激光光源具有能量集中、发散角小、相干性好的特点,常用于对环境的感知探测。机械结构的激光雷达技术成熟,但是体积大成本高。利用光电子集成技术制作的光学相控阵结全固态激光雷达可以减小器件的尺寸。常用来制作光学相控阵激光雷达的材料有铌酸锂、液晶、压电陶瓷和半导体材料等。铌酸锂制作的光学相控阵精度较高,但操作电压高,功耗大,扫描角度较小。液晶制作的光学相控阵所需驱动电压较低、功耗小、使用寿命长、扫描角度较大,但响应速度慢,热稳定性差且工作波长受限。压电陶瓷制作的光学相控阵透射光谱宽、损耗低、价格便宜,但工作电压非常高且造价较高。随着硅基光电子技术的发展,在一个芯片上可以集成数目庞大的光电子器件。利用硅基光电子技术制作的光学相控阵体积小,成本低。但利用硅基光电子技术制作光学相控阵还有许多难点,本文中分析并设计了光学相控阵结构,主要完成了以下几个方面的工作:首先,本文介绍了硅基光电子集成光学相控阵的研究进展,包括一维和二维扫描光学相控阵,简要介绍了光学相控阵应用的瓶颈问题。其次,本文分析了光学相控阵的阵列模型,介绍了远场光束的主要性能参数。分析并探讨了波导数目和波导间距对等间距光学相控阵远场光束的影响,分析了等间距光学相控阵远场光束产生栅瓣的原因,简要的概述了非等间距布局对栅瓣的抑制作用。然后介绍了常用的设计非等间距光学相控阵的算法,包括遗传算法以及粒子群优化算法。这些算法在设计非等间距光学相控阵时都需要不断的迭代,针对此问题,本文进行了一定的优化,提出了一种图案搜索算法,不需要重复迭代就可以设计出性能较高的非等间距光学相控阵。演示了利用此算法设计的一个非等间距光学相控阵的远场光束及其扫描效果。与已报道的设计方案相比,演示的设计方案可以用更少的波导数目实现扫描范围更大,波束角更小的扫描。最后,非等间距制作过程中,由于加工误差等原因,很难保证各个波导之间的均匀性一致,波导间距也会存在偏离设计方案的情况。在此情况下远场衍射光束就会偏离预期。针对制作过程中的相位误差和幅度误差对远场衍射光束的影响进行了分析,以一个非等间距光学相控阵为模型,利用切比雪夫不等式预估了随机的相位误差与幅度误差对远场光束主要性能指标的影响。理论预估的结果与利用MATLAB仿真结果吻合良好。本文得到了在相位与幅度误差存在时的峰值旁瓣电平范围的一般表达式,可以有效的提高后续光束校对效率,为工程实践提高有益参考。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
郭鸿儒[2]（2019）在《基于液晶光学相控阵的多用户捕跟方法研究》一文中研究指出随着人们对通信容量之需求的日益增高,激光通信(Lascom)因为具有信息容量大、损耗低、发散角小、抗干扰能力强、抗拦截能力强等优点,成为解决空间信息网络高速传输速率瓶颈的理想选择。而非机械式的光束偏转器,如光学相控阵,使整个Lascom系统的SWaP(size,weight and power-consumption)更小化。由于其具有轻便,无惯性,灵活等特点,极大地克服了机械式光束转向的局限性。为了构建基于光学相控阵的空间激光传输组网系统,传统的ATP(Acquisition,Tracking,Pointing)系统已经无法适应日渐复杂的系统,许多问题急需解决。其中多用户捕获跟踪是其中的难题之一,故本文介绍了一种基于液晶光学相控阵(LC-OPA)的多用户跟踪方法,可以实现四个波束的分时接入、同时跟踪。该方法包括了可以在单个探测器上区分多个波束的算法和用于计算每个用户的主瓣位置的轨迹预测法等多个特殊算法,理论上可以快速区分、定位每个用户的波束方向并分别进行PID控制。接着我们利用多用户跟踪的方法进行了仿真和实验,在实验中成功地区分出两个波束并同时将两个波束维持在目标中心。然后本文针对液晶光学相控阵的色散造成的两个问题进行了研究。第一个问题是,根据基于LC-OPA的多用户捕获跟踪总方案,不同波长的波束入射到相同类型的LC-OPA会产生色散效应,相控阵在被施加相同电压序列时,它们的偏转角度不同。对于这个问题,我们利用四分之一波片法测量出不同波长的波束的电压-相移曲线来研究其中的规律。第二个问题是,为了对收发波束进行隔离,两个波束的波长通常会有所不同,而这里的波长差异使它们在相同状态的LC-OPA下的偏转角度产生误差。我们通过仿真和实验的方法对此问题进行了探究。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
任远中,柴金华[3]（2019）在《基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描特性研究》一文中研究指出为解决光纤干涉型相控阵在实际实用中的扫描控制问题,建立了一种基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描控制的理论模型。该模型以光纤作为相控阵阵元,采用傍轴近似和远场近似,通过加载在相位调制器上的扫描控制电压实现光束的扫描;讨论了一种扫描电压的[-π,π]加载方式;对扫描角度、阵元间距,以及相位调制器参数间的关系进行数值分析,还验证了相控阵路数与调制系数对扫描分辨率的影响。结果表明:通过[-π,π]的扫描电压加载方式,可以把控制电压控制在±Vπ(半波电压)范围内;在相控阵阵元间距一定时,随着相位调制器长高比的增大,在小角度范围内,扫描角度呈线性增大;相控阵路数越多,调制系数越小,分辨率也就越高。在一维光纤阵元间距为125μm时,当相位调制器的长高比为103量级时,最大扫描角度可达0.1rad;当调制系数为0.3,一维光纤阵元为50时,扫描分辨率可达210。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年15期）
王帅,孙华燕,赵延仲,曾海瑞,刘田间[4]（2019）在《基于光学相控阵的提高APD阵列叁维成像分辨率方法》一文中研究指出小面阵APD阵列较低的像元数量限制了其叁维成像分辨率。提出了一种基于光学相控阵的提高APD阵列叁维成像分辨率方法,用光学相控阵生成与APD阵列像元数量相同且位置匹配的光束阵列并实现扫描。光束阵列中子光束发散角小于APD阵列中单个像元的瞬时视场角,子光束在单个像元视场内扫描实现APD阵列对目标叁维信息的多次采集,进而提高APD阵列的分辨率。在Matlab中基于二维标量衍射理论仿真了光束阵列在远场的分布,并分析了子光束发散角与扩展周期数之间的关系。最后采用液晶相位空间光调制器作为光学相控阵器件,结合CCD接收回波信号,进一步验证了提出方法的可行性。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年04期）
胡婕,杜升平,郭弘扬[5]（2019）在《基于液晶光学相控阵的光束扫描研究进展》一文中研究指出在空间激光通信领域中,APT(捕获、瞄准、跟踪)技术是核心技术之一,是建立可靠通信链路的重要保证。传统APT技术一般采用机械式转动来实现转向控制,存在体积大、转动惯量大、功耗高等缺点,无法满足空间激光通信轻小化、低功耗等实际要求,因此对非机械式光束扫描技术的研究具有重要意义。与传统APT技术相比,光学相控阵技术具有高扫描精度、随机偏转、稳定性好等优点,是目前非常有潜力的非机械式光束扫描技术之一,其中基于液晶材料的光学相控阵技术发展迅速。简要介绍了光学相控阵用于光束扫描的基本原理,综述了基于液晶材料的光学相控阵研究现状,分析了液晶光学相控阵用于光束扫描过程中的响应速度、偏转效率和偏转精度这3大关键性能指标以及影响因素,对提高关键性能的途径作了简要总结。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年11期）
卓儒盛,汪相如,贺晓娴,吴亮,周庄奇[6]（2018）在《液晶光学相控阵的改进型口径拓展方法及远场特性分析》一文中研究指出天线通光口径是液晶光学相控阵的重要技术指标,本文在多子阵并行驱动和两级器件级联方法(PAPA)的基础上,提出改进型的i-PAPA方法,通过对COM电极进行分区域驱动,在单个相控阵天线上实现大口径相控光束控制,具备单器件工作、插损低等优点。通过数值仿真分析,结果表明:相控阵天线后的近场相位分布连续;当指向角度在0°到+6°范围内,远场衍射效率和指向角度的数值关系呈现平滑单调下降,衍射效率均大于48%;当指向角度在0°到+3°范围内,衍射效率均大于80%。(本文来源于《光电工程》期刊2018年10期）
林贻翔[7]（2018）在《液晶多波束光学相控阵技术》一文中研究指出为了适应无线激光通信技术发展对小型化、非机械式光束扫描设备的要求,研究了液晶多波束光学相控阵技术。首先利用角谱理论推导了光学相控阵光束偏转原理,然后搭建了基于液晶空间光调制器的相控阵光束扫描系统,实现了θ=0～2.8947°、φ=0～360°的二维光束偏转,最后采用部分孔径法实现了多波束控制。验证了液晶空间光调制器用于多波束光学相控阵的可行性。(本文来源于《光通信技术》期刊2018年09期）
李中宇,章羚璇,曾超,杜书剑,葛志强[8]（2018）在《基于硅基光学相控阵的大范围二维光束扫描（英文）》一文中研究指出基于硅基光学相控阵,提出一种结合了相位控制和不同周期光栅发射器的点阵扫描法,以实现大范围的二维光束扫描.对光束扫描装置进行仿真计算,结果表明,仅使用单波长的光源即可实现120°×100°的扫描范围和超过16×400个可分辨点.此光束扫描装置在应用时,同一时刻仅需要一部分有源器件工作,降低了相调所需的电能耗.所提方法为实现大范围、低成本和低功耗的二维光束扫描装置提供了一种可能的解决方案,尤其适用于低成本的固态激光雷达.(本文来源于《光子学报》期刊2018年09期）
杜书剑,章羚璇,王国玺,李中宇,张其浩[9]（2018）在《基于爬坡算法的片上低栅瓣二维光学相控阵》一文中研究指出通过两级定向耦合器结构实现了光学相控阵天线阵列的二维排布,并设计了特殊C形弯曲波导进行热调作为阵元的相位控制器.提出一种针对阵元数量不高的稀布片上光学相控阵远场高阶干涉栅瓣的压缩方法.将均匀的阵元间距通过爬坡算法优化成非均匀间距,以破坏栅瓣产生所需的干涉相长条件,实现对栅瓣的压缩作用.在1 310nm波长,通过时域有限差分法对基于微型光栅耦合器天线的稀布阵列进行计算分析,结果表明优化的阵元间距能实现-6~-7dB的栅瓣抑制比.(本文来源于《光子学报》期刊2018年09期）
彭丽华[10]（2018）在《光波导光学相控阵的边瓣抑制算法研究》一文中研究指出光波导光学相控阵作为一种新型的激光扫描技术,具有扫描范围广、扫描速度快、分辨率高、控制电压低等优点,被广泛应用于激光雷达、激光扫描成像以及光开关等高科技领域。由于当前加工技术的限制,存在光学相控阵的物理器件设计误差及器件材料的非一致性等难题,同时光波导光学相控阵由于入射光源和驱动电压稳定性的干扰,导致光束必然产生边瓣(栅瓣和副瓣),边瓣的存在严重削弱了光束扫描的精度。因此,针对光波导光学相控阵边瓣优化算法的研究,在其实际工作过程中具有十分重要的应用价值。本文以光波导阵列电光扫描器的基本原理为理论依据,通过研究光波导晶体材料的电光效应,以其光栅衍射原理为理论基础,讨论了扫描光束的基本特性;通过研究边瓣抑制原理,讨论了副瓣和栅瓣的相关特性;根据光强分布公式,讨论了系统参数(阵元个数和阵元间距),对光波导相控阵远场衍射光强分布的光束质量的影响。本文研究了基于光波导光学相控阵的边瓣优化方法,针对副瓣优化,研究了幅度加权法;针对栅瓣优化,研究了密度加权法及相位加权法;在此基础上,针对副瓣和栅瓣的混合优化,应用基于幅度加权和相位加权的混合加权算法,研究了幅度照射函数和相位加权的步长系数交错结合的情况下,对边瓣优化效果以及光束主瓣宽度的影响,利用遗传算法对混合加权法实现改进,通过仿真实验,验证了基于遗传算法的混合加权能够更好的实现对边瓣的压缩,且主瓣宽度未发生明显的展宽。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-06-01）
光学相控阵论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着人们对通信容量之需求的日益增高,激光通信(Lascom)因为具有信息容量大、损耗低、发散角小、抗干扰能力强、抗拦截能力强等优点,成为解决空间信息网络高速传输速率瓶颈的理想选择。而非机械式的光束偏转器,如光学相控阵,使整个Lascom系统的SWaP(size,weight and power-consumption)更小化。由于其具有轻便,无惯性,灵活等特点,极大地克服了机械式光束转向的局限性。为了构建基于光学相控阵的空间激光传输组网系统,传统的ATP(Acquisition,Tracking,Pointing)系统已经无法适应日渐复杂的系统,许多问题急需解决。其中多用户捕获跟踪是其中的难题之一,故本文介绍了一种基于液晶光学相控阵(LC-OPA)的多用户跟踪方法,可以实现四个波束的分时接入、同时跟踪。该方法包括了可以在单个探测器上区分多个波束的算法和用于计算每个用户的主瓣位置的轨迹预测法等多个特殊算法,理论上可以快速区分、定位每个用户的波束方向并分别进行PID控制。接着我们利用多用户跟踪的方法进行了仿真和实验,在实验中成功地区分出两个波束并同时将两个波束维持在目标中心。然后本文针对液晶光学相控阵的色散造成的两个问题进行了研究。第一个问题是,根据基于LC-OPA的多用户捕获跟踪总方案,不同波长的波束入射到相同类型的LC-OPA会产生色散效应,相控阵在被施加相同电压序列时,它们的偏转角度不同。对于这个问题,我们利用四分之一波片法测量出不同波长的波束的电压-相移曲线来研究其中的规律。第二个问题是,为了对收发波束进行隔离,两个波束的波长通常会有所不同,而这里的波长差异使它们在相同状态的LC-OPA下的偏转角度产生误差。我们通过仿真和实验的方法对此问题进行了探究。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光学相控阵论文参考文献
[1].庄东炜.光电子集成光学相控阵的优化设计[D].吉林大学.2019
[2].郭鸿儒.基于液晶光学相控阵的多用户捕跟方法研究[D].电子科技大学.2019
[3].任远中,柴金华.基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描特性研究[J].激光与光电子学进展.2019
[4].王帅,孙华燕,赵延仲,曾海瑞,刘田间.基于光学相控阵的提高APD阵列叁维成像分辨率方法[J].红外与激光工程.2019
[5].胡婕,杜升平,郭弘扬.基于液晶光学相控阵的光束扫描研究进展[J].激光与光电子学进展.2019
[6].卓儒盛,汪相如,贺晓娴,吴亮,周庄奇.液晶光学相控阵的改进型口径拓展方法及远场特性分析[J].光电工程.2018
[7].林贻翔.液晶多波束光学相控阵技术[J].光通信技术.2018
[8].李中宇,章羚璇,曾超,杜书剑,葛志强.基于硅基光学相控阵的大范围二维光束扫描（英文）[J].光子学报.2018
[9].杜书剑,章羚璇,王国玺,李中宇,张其浩.基于爬坡算法的片上低栅瓣二维光学相控阵[J].光子学报.2018
[10].彭丽华.光波导光学相控阵的边瓣抑制算法研究[D].长春理工大学.2018
论文知识图
