光学晶格是基于多光束干涉形成的周期性势阱结构场,具有可编辑的阵列结构和高度细分的微观特性,广泛应用于原子捕获、光子晶体光刻、超分辨显微、微纳操纵等领域。晶格阵列结构的可编辑性是决定该技术多功能化与多样式化的关键,为前沿光学领域的研究热点。相比传统激光干涉法,目前空间光调制器的引入极大拓展了光学晶格的设计自由,如周期尺度拓宽、阵列图案升级、晶胞形状变形等均得以实现。但空间光调制器配置完成后,生成的固定晶格阵列无法实时调整,难以满足光刻加工、显微观测及微纳操纵等亟需光场实时调整的需求。为此,本文从晶格光场数学模型入手,将晶格空间周期和传播方向与硬件可调参数建立互联,提出光学晶格三维调控方法,并利用仿真与实验对调节效果进行双重验证。本文主要工作如下:1、综述光学晶格发展历程、典型应用及调控技术现状,展现其应用格局开阔但却缺乏调控技术辅助的现实问题,并针对于应用领域实际需求,点明本文实现三维调控技术的科研目标。2、阐述光学晶格生成原理,借助数学推导将干涉表达式中晶格结构相关因数利用可调元件参数有效替代,建立起晶格空间周期和传播方向与元件焦距和偏转角度的联系,归纳光场调整的可行手段,提出三维调控方案。3、提出基于光束几何追迹描述的光学晶格仿真方法,区别于传统数值仿真的复杂推导,该方法具有直观、多参数调节等特点,适用于光学晶格光路的设计与优化。利用该方法仿真了三维调控方案,对仿真结果和数学结论进行比较,验证仿真方法实用性及调控方案有效性。4、设计搭建了光学晶格三维调控系统,实验检验调控效果,评估了受控晶格结构的质量。光学晶格的空间周期实现在3倍范围内连续调节,传播方向在±12.1 mrad调控范围内误差均低于0.7 mrad,小范围连续调节时晶格结构质量可有效保障。