液晶光学相控阵基本原理解析

对于液晶光学相控阵天线，可以通过一种方法改变出射光的近场相位分布，以获得某一特定的远场分布，这一过程称为“光学移相”。目前光学移相方案有很多，其中基于液晶分子的移相技术具有高精确度、惯性小、驱动电压低等优点，已经成为光学移相器的首选方案之一。

液晶光学相控阵理论基础是基于液晶的电控双折射理论和光学衍射理论。当交流驱动电压值V大于液晶驱动阈值Vth时，液晶分子的弹性势能增加，从而使得液晶分子指向矢n发生偏转。光束入射到液晶后，指向矢n的变化引起液晶分子倾斜角θ的变化，根据公式，这束光在液晶中的非寻常光（e光）和寻常光（o光）产生折射率变化，光穿过整个液晶盒厚之后，非寻常光（e光）和寻常光（o光）出射光产生光程差，从而带来相位差。因此，可以通过控制液晶盒两端的交流驱动电压值，从而改变出射光（o光和e光）相位差。当大量液晶分子在空间分布的电压阵列的驱动下，液晶分子指向矢的变化对入射光中o光和e光的相位差影响也将呈现对应的某种阵列分布，即相位差分布，简称相位分布或者相位阵列。当这种相位差分布满足一定条件的情况下，根据光学衍射原理，出射后非寻常光（e光）的绝大部分能量将分布在远场的某一个角度θB上，这个角通常叫作偏转角或者指向角，其能量分布满足傅里叶光学远场衍射能量分布特性。于是，通过电极阵列控制液晶分子的折射率差阵列分布，从而控制出射光的相位差阵列分布的技术，就叫作液晶光学相控阵技术，对应的具有这种电极阵列的液晶盒结构叫作液晶光学移相器；而通过这种移相技术最终控制出射光的偏转方向的技术，就叫作液晶光学相控阵技术。(www.xing528.com)