近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室與上海理工大學(xué)、蘇州科技大學(xué)合作在液晶光學(xué)相控器件（LCPD）激光輻照效應(yīng)研究方面取得新進(jìn)展，提出了有效預(yù)判LCPD在連續(xù)激光加載下性能退化和失效的方法，為L(zhǎng)CPD在高功率激光系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用提供了指導(dǎo)，相關(guān)研究成果發(fā)表于Optical Materials和 Optik。

液晶材料具有流動(dòng)性、各向異性以及電控分子取向等特點(diǎn)，可以根據(jù)應(yīng)用需求與透明導(dǎo)電膜和取向膜等組合制備成各類液晶相控器件，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光束振幅、波前、偏振和指向等參數(shù)的精密調(diào)節(jié)，在聚變點(diǎn)火、激光加工、激光通信、激光雷達(dá)等領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用。但激光加載造成的LCPD性能退化及失效是其在激光應(yīng)用中面臨的首要問題。

在該研究中，研究人員通過集成近共光路干涉相位測(cè)量技術(shù)、在線實(shí)際溫升測(cè)量等多種分析手段獲得了連續(xù)激光加載下LCPD溫升與其性能退化及失效的定量關(guān)系，證實(shí)溫度誘導(dǎo)的液晶折射率變化是LCPD在連續(xù)激光加載下性能退化和失效的直接原因，并基于液晶材料折射率和溫度之間的依賴關(guān)系，建立了LCPD性能退化及失效模型。這為L(zhǎng)CPD在連續(xù)激光加載下性能退化和失效提供了預(yù)判手段，可有效預(yù)估LCPD在高功率激光系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用情況，為相關(guān)器件設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供指導(dǎo)方向。

相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金、應(yīng)用光學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金、脈沖功率激光技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金的支持。

圖 1 (a)不同激光輻照功率下LCPD相位調(diào)制隨時(shí)間的變化。(b)不同激光輻照功率下LCPD溫度隨時(shí)間的變化。(c)LCPD相位調(diào)制的理論與實(shí)驗(yàn)值的比較(實(shí)線為理論值，散點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)值，紅色為有氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電層的LCPD，綠色為無ITO導(dǎo)電層的LCPD)。

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