基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描特性研究

为解决光纤干涉型相控阵在实际实用中的扫描控制问题,建立了一种基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描控制的理论模型。该模型以光纤作为相控阵阵元,采用傍轴近似和远场近似,通过加载在相位调制器上的扫描控制电压实现光束的扫描;讨论了一种扫描电压的[-π,π]加载方式;对扫描角度、阵元间距,以及相位调制器参数间的关系进行数值分析,还验证了相控阵路数与调制系数对扫描分辨率的影响。结果表明:通过[-π,π]的扫描电压加载方式,可以把控制电压控制在±Vπ(半波电压)范围内;在相控阵阵元间距一定时,随着相位调制器长高比的增大,在小角度范围内,扫描角度呈线性增大;相控阵路数越多,调制系数越小,分辨率也就越高。在一维光纤阵元间距为125 μm时,当相位调制器的长高比为10 3量级时,最大扫描角度可达0.1 rad;当调制系数为0.3,一维光纤阵元为50时,扫描分辨率可达210。