液晶器件是光开关实现光方向选择的一种重要关键部件。在光开关中,液晶一般被封装在镀有增透膜的薄玻璃面板构成的密封舱中。液晶材料本身具有较大的膨胀系数,在高温下体积会膨胀,低温下体积会变小。玻璃膨胀系数远小于液晶。液晶材料本身具有难以压缩的特性,高温下液晶膨胀鼓起形成凸透镜,低温下则形成凹透镜,由温度引起的透镜效应使透射过液晶的光束传播方向发生改变,光束耦合到光准直器中,会产生额外的光能量耦合损耗。在实际生产中,高低温下耦合损耗过大引起的产品失效率达到9%。研究基于液晶技术光开关的无热化,有对提升产品的性能具有重要意义。本文开展液晶光开关器件的温度特性研究,计算和分析由温度引起的透镜效应对光开关的影响,提出相应的温度补偿措施,以减少温度波动对光开关性能影响。针对液晶在高低温下产生的透镜效应开展的主要研究工作如下:1)对液晶盒结构的温度模型进行分析,获得液晶盒的宽度和液晶层厚度与液晶形成的透镜效应之间的关系,随后对相关参数进行分析优化以减弱液晶盒的透镜效应。通过对参数实际计算,可将透镜效应带来的光路最大偏移量从原有设计的135um减少到34um。同时还根据优化参数实际制作了液晶盒样品,并进行了实际试验,验证理论分析的正确性。2)提出通过加入补偿透镜来矫正温度引起的光路偏差方案。在高温环境下液晶盒形成正光焦度的凸透镜,在光束入射到液晶盒前插入负光焦度的凹透镜,以抵消其凸透镜效应。在论文中对补偿效果进行了理论计算。对温度进行分段,并设计5片可插入透镜,将光路偏移量从原有的135um减少到23um。通过对光开光中液晶器件的温度特性研究表明,采用优化的液晶盒结构参数和加入补偿镜的方案均能有效改善液晶盒的透镜效应,使整个光学系统的温度稳定性得到加强,以实现光开关的无热化需求。在实际的应用中可根据实际情况来选择最适合的改善方法,在采用了优化液晶盒结构的方法后产品的合格率得到了有效改善,失效率从9%减少到1%。