随着激光技术的发展,偏振光的应用范围越来越广泛,在许多技术领域中都发挥了重要的作用。在这其中,利用圆偏振光的左旋圆偏振(Left-Hand Circular Polarization,LHCP)和右旋圆偏振(Right-Hand Circular Polarization,RHCP)这两种圆偏振形式,不仅可以作为光通信编码的调制方式,更是探测与识别一些物体和物质结构所必须的调制光源,特别是用于检测物质的手性(Chirality)特性。 液晶作为一种应用广泛的特殊功能材料,由于一方面具有与液体一样的流动性和连续性,另一方面它又具有与晶体一样的各向异性,因而具有了许多独特的性质,电控双折射特性就是其中之一。利用液晶材料的电控双折射特性,通过电调制的方式对出射光的偏振态进行调制,可以快速地得到左旋和右旋这两种圆偏光。液晶材料具有很大的电光系数,其驱动电压很低,一般在零至十几伏电压之间。 本论文设计并研制了一种基于液晶的光圆偏振调制器。首先制作了不同厚度的液晶盒,测试其电光特性。从实验数据中得到液晶双折射率随电压变化的曲线,并给出了该曲线的拟合公式。利用液晶双折射率随电压变化的拟合公式,模拟了光强随液晶盒厚度和电压变化的三维仿真图,相位差随液晶盒厚度和电压变化的三维仿真图。从仿真图上截取部分模拟曲线来看,已经很接近实测电光特性曲线。然后根据测试的电光特性曲线,设计了一种能够自动补偿工作点漂移,确保稳定输出圆偏态的控制电路,并设计了相应的软件程序。本论文对液晶盒的制作工艺流程、调制器的工作原理、控制电路和软件设计进行了详细的说明。这种液晶型光圆偏振调制器具有小于10v的低驱动电压,毫秒量级的响应速度和体积小的特点。最后的光圆偏振度测试结果表明,本论文设计的调制器输出光的圆偏振度高达99.9%。