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激光相控阵(Laser Phased Array, LPA)通过改变激光阵列相邻单元光束的相位差，实现光束定向控制，具有无机械惯性、速度快、指向精确、灵敏度高等优点。与微波相比，激光波长更短，因此激光相控阵在光束扫描上比目前已经成熟的微波相控阵的分辨率更高，而且保密性更好。随着激光技术和半导体工艺的成熟，激光相控阵系统逐渐趋于小型化、集成化和多功能化，在激光雷达、激光武器以及激光加工等领域具有广阔的应用前景，因此受到国内外研究人员的高度关注。 本文系统分析了激光相控阵光束扫描技术的国内外研究现状，针对全光纤激光相控阵中存在的不足，研制了高度集成的阵列铌酸锂(LiNbO3)波导相位调制器，并通过搭建全光纤激光相控阵实验系统，对其应用于激光相控阵中的性能进行了研究和分析，主要内容如下: 1.理论推导了激光相控阵远场光强分布表达式，分析了激光相控阵光束扫描特性的评价参数:有效扫描范围和光束扫描特性曲线。介绍了LiNbO3波导相位调制器的工作原理、制作工艺以及关键参数，评价了LiNbO3波导相位调制器应用于激光相控阵光束扫描中的优点和不足。 2.优化设计了用于全光纤激光相控阵光束扫描的集成阵列LiNbO3波导相位调制器，基于光束传输法（Beam Propagation Method，BPM）对其波导部分进行了仿真模拟，通过在级联Y分支波导中加入特定长度的直波导优化了器件的分束比。研究了LiNbO3波导相位调制器的制作工艺和关键参数测试方法，得到该阵列LiNbO3波导相位调制器插入损耗(Insert loss，IL)为6.84dB，分束比(Splittingratio)为0.965∶0.915∶1∶0.986，四个通道的偏振消光比(polarization extinction ratio，EXT)均大于20 dB，半波电压分别为2.3 V，2.3 V，2.41 V和2.38 V，结果表明该器件具有较好的光电性能。 3.搭建了基于阵列LiNbO3波导相位调制器的两路和三路全光纤激光相控阵系统，在光束有效扫描范围内，得到了线性度较好的光束扫描特性曲线，线性拟合决定系数均大于0.99。最后提出了基于激光相控阵光束扫描原理的电光相位调制器半波电压测量方法，与传统测量方法比较，该方法装置简单，测量精度取决于CCD像素大小。