上海光机所在液晶光学相控器件激光辐照效应方面取得新进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室赵元安研究员团队与上海理工大学、苏州科技大学合作在液晶光学相控器件激光辐照效应方面取得新进展，研究厘清了液晶可变相位延迟器(LCVR)在连续激光加载下相位调控性能退化机理，并提出了性能退化补偿的预配置方法，为相关器件设计以及在高功率激光中的实际应用提供了指导方向，相关研究成果发表于Optical Materials 。
 
　　液晶相控器件可以实现对光束振幅、偏振、波前和指向等参数的调节，在激光点火、激光加工、光电对抗等高功率激光系统中有着广泛应用和研究，激光加载产生的热效应造成器件性能退化及失效的问题一直困扰着其在激光系统中的应用。
 
　　在该研究中，研究人员集成相位、温升在线测量技术并结合温度场建模分析，证实加电工作状态下LCVR的相位调控能力退化归因于连续激光加载导致的温升不但改变了液晶折射率，还影响了液晶分子在加电状态下的偏转角。上述性能退化可通过事先绘制不同激光功率下的相位响应曲线，通过降低电压进行预配置补偿，从而实现LCVR在更高功率激光辐照下按照预设相位调控参数输出。这些结果阐明了热沉积引起液晶相位器件相位调控能力退化的基本机制以及相应的补偿手段，为液晶相控器件的设计优化和实际应用提供了重要参考。
 
　　相关研究得到了国家自然科学基金、脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金的支持。

图 1 (a)不同激光功率加载下LCVR的温度随时间的变化；(b)不同激光功率加载下LCVR的相位延迟随电压的变化；(c)不同激光功率加载下LCVR的相位延迟随电压的变化(第二次实验)。