Kaskadierte Flüssigkristall-Polarisationsgitter zeigen bei Breitwinkelscanning-Anwendungen eine signifikante Schwankung der Beugungseffizienz in Abhängigkeit von der Winkelrichtung, was die Energie-Stabilität des Systems erheblich einschränkt. Um dieses Nadelöhr zu überwinden, untersucht dieser Artikel systematisch den Steuermechanismus der Homogenität der Beugungseffizienz von zweidimensionalen Strahlablenkungsstrukturen durch Kaskadenfolgen, mit dem Ziel, ein optimales Designparadigma für eine hochgradig gleichmäßige Beugungsenergiedistribution zu etablieren. Durch die Entwicklung einer Optimierungsmethode mit einem Homogenitätsbewertungsfaktor als Zielfunktion und den Vergleich der Geräteleistung unter idealen und realen Bedingungen von Flüssigkristallplatten wurde der interne Mechanismus des Einflusses der Kaskadenfolge auf die Effizienzhomogenität offenbart. Die Studienergebnisse zeigen, dass bei kaskadierten Systemen mit Flüssigkristallplatten mit besserer Modulationsleistung das Platzieren des Weitwinkelgitters am Anfang der Kaskadenkette die Randabnahme der Beugungseffizienzverteilung effektiv unterdrücken kann. Im Sichtfeld von 50°×50° wurde nach der Optimierung der Kaskadenfolge der maximal unterschiedliche Gesamtbeugungseffizienzunterschied zwischen dem Zentrum und dem Rand im Sendemodus von 40,86 % signifikant auf 13,71 % reduziert und im Empfangsmodus von 44,05 % auf 15,36 % verbessert. Diese Forschung liefert nicht nur eine klare theoretische Anleitung für die Gestaltung hochenergieglichmäßiger Flüssigkristall-Polarisationsgittersysteme für Breitwinkelscanning, sondern beweist auch die Kompatibilität dieser Optimierungsstrategie in gemeinschaftlichen Sende-Empfangskonfigurationen, was für die Weiterentwicklung kompakter Strahlablenktechnologien in Bereichen wie Laserkopmmunikation und Lidar von großer Bedeutung ist.

Flüssigkristall-Polarisationsgitter; Strahlablenkung; Kaskadenfolge; Beugungseffizienz; Breitwinkelscanning