液晶光学相控阵技术是一种可直接控制光波波面,使出射的单缝衍射光在远场某一方向能量汇聚的技术,可用于光束偏转,具有高扫描精度、随机偏转、响应速度快、电控可编程、功耗低、稳定性好等优点。利用液晶光学相控阵进行高精度的光束偏转成为主要研究趋势。本文针对周期性闪耀光栅方法只能实现一维光束偏转、分布不匀、偏转范围离散的问题,提出了一种基于雷达相控阵原理的液晶二维光束偏转改进方法。利用单片液晶器件以及保证偏转精度的情况下,可实现二维光束连续性偏转,并分析出了产生耦合现象的因素。主要研究内容如下:首先对液晶空间光调制器的工作原理进行了详细的研究。液晶在具有液体和晶体两者性质的同时,还具有不同于晶体和液体的电光特性。液晶材料在外加电场的作用下可以产生电光双折射效应:液晶晶体分子的排列会发生变化,从而引起液晶空间光调制器的光学性质发生相应变化的一种调制现象。根据连续体弹性理论分析可知,指向矢分布发生变化就意味着改变了液晶对非常光的折射率,进而改变入射光波的光程来实现相位调制。通过仿真分析指出周期闪耀光栅模型存在无法实现连续性光束偏转、偏转范围受到周期阶梯数目影响以及填充比等不足,结合二元光学原理和雷达相控阵相位控制方法,根据液晶面点阵式结构提出了一种基于雷达相控阵原理的液晶二维光束偏转改进方法。该方法可实现光束连续性偏转以及以圆环扫描的形式进行二维偏转。最后搭建实验平台,验证了本文提出的一种基于雷达相控阵的液晶二维光束偏转方法。先解释了电极电压、相位调制图灰度值和相位调制这三者的关系,可直接向液晶空间光调制器传输相位调制图来控制液晶。接着,进行二维光束偏转测试,对实验结果就线性度、耦合度和偏转精度这三个特性进行了详细分析。实验结果表明,该方法在x和y两个方向上具有很好的线性度,同时验证了在这两个方向上存在耦合。实验结果表明,在2.1 mrad的光束偏转范围内实现了x方向优于14μrad的连续偏转,y方向优于12μrad的连续偏转,满足液晶光束偏转开环系统的基本要求。最后,详细分析了液晶靶面分辨率对相位调制灰度图旋转值和耦合调制的影响,为后续提高偏转精度的研究工作指明了方向。