上海光機所在液晶光學相控器件激光輻照效應方面取得新進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室趙元安研究員團隊與上海理工大學、蘇州科技大學合作在液晶光學相控器件激光輻照效應方面取得新進展，研究厘清了液晶可變相位延遲器（LCVR）在連續(xù)激光加載下相位調(diào)控性能退化機理，并提出了性能退化補償?shù)念A配置方法，為相關(guān)器件設計以及在高功率激光中的實際應用提供了指導方向，相關(guān)研究成果發(fā)表于Optical Materials 。

液晶相控器件可以實現(xiàn)對光束振幅、偏振、波前和指向等參數(shù)的調(diào)節(jié)，在激光點火、激光加工、光電對抗等高功率激光系統(tǒng)中有著廣泛應用和研究，激光加載產(chǎn)生的熱效應造成器件性能退化及失效的問題一直困擾著其在激光系統(tǒng)中的應用。

在該研究中，研究人員集成相位、溫升在線測量技術(shù)并結(jié)合溫度場建模分析，證實加電工作狀態(tài)下LCVR的相位調(diào)控能力退化歸因于連續(xù)激光加載導致的溫升不但改變了液晶折射率，還影響了液晶分子在加電狀態(tài)下的偏轉(zhuǎn)角。上述性能退化可通過事先繪制不同激光功率下的相位響應曲線，通過降低電壓進行預配置補償，從而實現(xiàn)LCVR在更高功率激光輻照下按照預設相位調(diào)控參數(shù)輸出。這些結(jié)果闡明了熱沉積引起液晶相位器件相位調(diào)控能力退化的基本機制以及相應的補償手段，為液晶相控器件的設計優(yōu)化和實際應用提供了重要參考。

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圖 1 (a)不同激光功率加載下LCVR的溫度隨時間的變化；(b)不同激光功率加載下LCVR的相位延遲隨電壓的變化；(c)不同激光功率加載下LCVR的相位延遲隨電壓的變化（第二次實驗）。